Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu

Đề tài "Nghiên cứu, thiết kế và chế tạo máy thái mỳ gạo năng suất 50 kg/giờ" được thực hiện bởi nhóm sinh viên Nguyễn Quang Linh và Nguyễn Bá Quân, dưới sự hướng dẫn của ThS. Nguyễn Thị Liễu và ThS. Đào Trung Kiên tại Khoa Cơ khí, Trường Đại học Sao Đỏ (năm 2024).

Bối cảnh thực tiễn được nhóm tác giả nêu rõ xuất phát từ nhu cầu tiêu thụ các loại thực phẩm khô, tiện lợi và đồ ăn liền (như mỳ gạo, bún, phở khô) tăng mạnh tại Việt Nam. Nguyên liệu sản xuất mỳ truyền thống được làm hoàn toàn từ tinh bột gạo tự nhiên không sử dụng hóa chất. Tuy nhiên, tại các cơ sở chế biến quy mô nhỏ và hộ kinh doanh cá thể, quá trình thái sợi mỳ thủ công hoặc bằng dao lăn tốn nhiều thời gian, công sức và chi phí nhân công mà năng suất lại thấp. Trong khi đó, các dòng máy cắt mỳ công nghiệp tự động hoàn toàn trên thị trường có giá thành đầu tư cao, kết cấu cồng kềnh, khó sửa chữa và bảo dưỡng, không phù hợp với năng lực tài chính của các hộ sản xuất nhỏ. Từ thực tế này, việc nghiên cứu một mẫu máy thái mỳ gạo bán tự động có năng suất 50 kg/giờ, kết cấu nhỏ gọn, chi phí chế tạo hợp lý và có khả năng cắt được nhiều loại sản phẩm dạng sợi (mỳ gạo, mỳ Quảng, miến, bì lợn) là nhu cầu cấp thiết.

Mục tiêu và nhiệm vụ nghiên cứu của đồ án bao gồm:

  1. Mục tiêu tổng quát:
    • Ứng dụng kiến thức chuyên môn ngành Công nghệ kỹ thuật cơ khí vào giải quyết vấn đề thực tế.
    • Phát triển kỹ năng nghiên cứu khoa học, làm việc nhóm, thuyết trình và bảo vệ đề tài.
    • Chế tạo sản phẩm cơ khí cụ thể, phục vụ thực tiễn và góp phần nâng cao chất lượng đào tạo tại Trường Đại học Sao Đỏ.
  2. Mục tiêu cụ thể:
    • Tiếp cận công nghệ mới, làm chủ quy trình thiết kế máy thái mỳ gạo trên các phần mềm thiết kế chuyên ngành.
    • Tính toán, thiết kế và chế tạo hoàn chỉnh mô hình máy thái mỳ gạo đạt năng suất thực tế 50 kg/giờ.
    • Đánh giá khả năng hoạt động, thử nghiệm cắt mỳ và đề xuất các phương án cải tiến thiết bị.

Đối tượng và phạm vi nghiên cứu:

  • Đối tượng nghiên cứu: Máy thái mỳ gạo bán tự động năng suất 50 kg/giờ; các phần mềm thiết kế cơ khí và mô phỏng ứng suất (Autodesk Inventor, môi trường tính toán ANSYS).
  • Phạm vi nghiên cứu: Thiết kế hệ thống truyền động cơ khí và cụm dao cắt dạng 2 quả lô ăn khớp; tính toán độ bền trục, chi tiết máy; xây dựng quy trình công nghệ gia công các chi tiết chính (bánh răng, puly) và chế tạo mô hình thực nghiệm hoàn chỉnh tại xưởng thực hành cơ khí trong năm 2024.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp

Đồ án vận dụng hệ thống lý thuyết kỹ thuật cơ khí, phương pháp phân tích phần tử hữu hạn và quy trình công nghệ chế tạo máy:

  • Khung lý thuyết và mô hình tính toán:

    • Lý thuyết tính toán thiết kế chi tiết máy và hệ thống truyền động cơ khí: tính toán lực căng và thông số bộ truyền đai thang, xác định góc ôm dây đai $\alpha = 160^\circ$, tính toán lực tác dụng lên trục, moment xoắn $T_1$, lực tiếp tuyến $F_{t}$, moment uốn tương đương $M_{td}$ và đường kính nhỏ nhất của trục dao theo điều kiện bền.
    • Lý thuyết phân tích ứng suất và biến dạng bằng phương pháp đa phần tử (FEA): Ứng dụng mô-đun Stress Analysis và công cụ ANSYS tích hợp trong phần mềm Autodesk Inventor để tính toán lực cắt tiếp tuyến (Shear Force), moment uốn (Bending Moment trên mặt phẳng YZ), độ võng (Deflection) và góc xoay góc lệch của trục cắt.
    • Lý thuyết công nghệ chế tạo máy: Thiết lập thứ tự các nguyên công, chuẩn gá đặt, chọn máy công cụ, dụng cụ cắt, chế độ cắt (chiều sâu cắt $t$, lượng chạy dao $S$, tốc độ cắt $V$, số vòng quay trục chính $n$) và dung sai chế tạo theo tiêu chuẩn kỹ thuật.

  • Phương pháp nghiên cứu:

    • Phương pháp phân tích - tổng hợp tài liệu: Khảo sát các dòng máy thái mỳ hiện có trên thị trường (máy thủ công quay tay, máy cán cắt công nghiệp PC-35), so sánh ưu nhược điểm của từng phương pháp cắt (dao thường, dao lăn tròn, quả lô có răng ăn khớp).
    • Phương pháp thiết kế CAD/CAE: Dựng mô hình 3D các chi tiết và cụm chi tiết lắp ráp trên phần mềm Autodesk Inventor; kiểm nghiệm độ bền mô hình bằng mô phỏng số.
    • Phương pháp công nghệ gia công cơ khí: Lập bảng tiến trình công nghệ và tiến hành gia công thực tế các chi tiết máy trên hệ thống máy công cụ vạn năng (máy tiện 1K62, máy xọc 5107, máy phay 6H10).
    • Phương pháp thực nghiệm - đo kiểm: Lắp ráp hoàn thiện máy, tiến hành chạy thử nghiệm có tải và không tải, thống kê các lần chạy thử và đánh giá độ đồng đều của sợi mỳ thành phẩm.

  • Nguồn dữ liệu và vật tư kỹ thuật:

    • Dữ liệu thực nghiệm thu thập từ quá trình chạy thử mô hình máy thái mỳ.
    • Nhóm vật tư tiêu chuẩn mua sẵn trên thị trường: Động cơ giảm tốc 1.5 HP (nguồn điện 220V, tỉ số truyền $i = 10$, tốc độ trục ra 140 vòng/phút, vỏ nhôm nguyên khối, chuẩn bảo vệ IP55), dây curoa đai thang, gối đỡ vòng bi, bu lông M12.
    • Nhóm vật liệu gia công chế tạo: Thép C45 (chế tạo dao cắt quả lô), gang xám GX 15-32 (chế tạo puly), thép hộp mạ kẽm $50 \times 50 \times 1.4\text{ mm}$ (hàn khung thân máy), nhôm tấm (gia công máng đỡ và dẫn hướng).

Bảng thành phần hóa học của vật liệu chính được sử dụng:

Loại vật liệu Thành phần hóa học chính (%)
Thép C45 (làm dao cắt) C: 0,42% ; Si: 0,2% ; Mn: 0,60% ; P: 0,025% ; S: 0,025% ; Cr: 0,20%
Gang xám GX 15-32 (làm puly) Fe: 90 ÷ 95% ; C: 2,8 ÷ 3,5% ; Si: 1,5 ÷ 3% ; Mn: 0,5 ÷ 1% ; P: 0,1 ÷ 0,2% ; S: 0,008%

Thiết kế và triển khai

1. Kiến trúc tổng thể và nguyên lý làm việc của máy

Máy thái mỳ gạo được thiết kế dưới dạng cụm thiết bị cơ khí bán tự động gồm các bộ phận chính:

  • Thân đế máy: Kích thước bao $450 \times 400 \times 500\text{ mm}$ (Dài $\times$ Rộng $\times$ Cao), được gia công hàn liên kết từ thép hộp vuông $50 \times 50 \times 1.4\text{ mm}$, phân chia thành 2 cụm chi tiết chính: cụm khung máy chịu lực và cụm máng đỡ bằng nhôm tấm.
  • Cụm động lực và truyền động: Gồm động cơ điện gắn liền hộp giảm tốc công suất 1.5 HP (1,1 kW), sử dụng điện áp 220V dân dụng, tốc độ trục ra 140 vòng/phút. Chuyển động quay từ puly động cơ được dẫn động qua bộ truyền đai thang đến puly trên trục làm việc, sau đó qua cặp bánh răng trụ răng thẳng ăn khớp ngoài để dẫn động hai trục quả lô quay ngược chiều nhau.
  • Cụm dụng cụ cắt (cặp quả lô): Gồm 2 quả lô hình trụ bằng thép C45, đường kính danh nghĩa $\varnothing 80\text{ mm}$, trên thân quả lô được phay các rãnh răng và rãnh thoát định hình sợi mỳ. Hai trục quả lô được đỡ trên các gối đỡ vòng bi bắt chặt vào thân máy bằng bu lông M12.
  • Lược răng dẫn hướng: Lắp xen kẽ tại các khe răng của quả lô nhằm định hướng sợi mỳ sau khi cắt rơi thẳng xuống máng thu và tự động làm sạch vụn bột bám dính trên bề mặt dao cắt.

Nguyên lý làm việc: Khi bật công tắc nguồn, động cơ điện quay truyền chuyển động qua puly và dây đai đến trục dẫn, kéo theo cặp bánh răng truyền động làm hai quả lô quay ngược chiều nhau với vận tốc đồng bộ. Người vận hành đưa tấm bánh mỳ đã tráng sẵn vào khe giữa hai quả lô. Dưới tác dụng của sự ăn khớp chính xác giữa các răng cắt, tấm bánh bị kéo qua khe hẹp và cắt đứt thành các dải sợi có kích thước đồng đều, rơi xuống khay/máng nhôm hứng thành phẩm.

2. Thông số tính toán động học và động lực học

Nhóm tác giả tiến hành tính toán các thông số cơ bản của cụm truyền động và dụng cụ cắt:

  • Lực tác dụng lên bộ truyền đai: $$F_r \approx 2 F_0 \cos\left(\frac{\beta}{2}\right) = 2 \times \sin\left(\frac{160^\circ}{2}\right) = 1969\text{ N}$$
  • Lực tiếp tuyến tác dụng lên trục: $F_{t1} = F_{t2} = 67587\text{ N}$ (với đường kính trục động cơ $D_1 = 24\text{ mm}$).
  • Lực vòng tác dụng lên trục: $F_{a1} = F_{t1} \times 0.86$.
  • Đường kính nhỏ nhất của trục (với hệ số an toàn $s = 20$): $$d \ge \sqrt[3]{\frac{T_1}{0.6}} \rightarrow \text{chọn } d = 26\text{ mm}$$
  • Moment uốn tương đương tác dụng lên trục: $$M_y = \sqrt{M_y^2 + M_x^2} = \sqrt{1969^2 + 531630^2} = 531633\text{ Nmm}$$ $$M_{td} = \sqrt{M_y^2 + 0.75 M_x^2} = 861467\text{ Nmm}$$
  • Đường kính lớn nhất của dụng cụ cắt (quả lô): $$d_2 \ge \sqrt[3]{\frac{M_{td}}{0.1 \times 20}} \ge 75\text{ mm} \rightarrow \text{chọn đường kính quả lô } d_2 = 80\text{ mm}$$

3. Quy trình công nghệ gia công chi tiết cơ khí

Nhóm tác giả thiết lập quy trình công nghệ gia công chi tiết bánh răng và puly trên các dòng máy công cụ:

  • Quy trình gia công bánh răng truyền động (7 nguyên công):
    1. Nguyên công I: Tiện khỏa mặt đầu, tiện thô trụ ngoài $\varnothing 116.9$, tiện bán tinh trụ ngoài $\varnothing 115.4$ ($L=15\text{ mm}$), tiện thô lỗ $\varnothing 22.9$ ($L=31\text{ mm}$) trên máy tiện 1K62, gá mâm cặp 3 chấu.
    2. Nguyên công II: Đảo đầu phôi, tiện khỏa mặt đầu đạt $L=30\text{ mm}$, tiện thô và bán tinh trụ ngoài $\varnothing 115.4$, tiện bán tinh lỗ đạt $\varnothing 23.9$ trên máy tiện 1K62.
    3. Nguyên công III: Tiện tinh trụ ngoài đạt $\varnothing 114.3$ và tiện tinh mỏng đạt $\varnothing 114 \pm 0.1\text{ mm}$ ($L=30\text{ mm}$) trên trục gá cứng có vai.
    4. Nguyên công IV: Tiện tinh lỗ đạt $\varnothing 24.8$ và tiện tinh mỏng lỗ đạt $\varnothing 25 \pm 0.1\text{ mm}$ ($L=30\text{ mm}$).
    5. Nguyên công V: Xọc rãnh then trên máy xọc 5107 dùng bạc định vị, xọc thô kích thước $30 \times 2.5 \times 2.7\text{ mm}$, xọc tinh đạt kích thước $30 \times 2.5 \times 3\text{ mm}$ (dung sai then B27H6).
    6. Nguyên công VI: Phay răng trên máy phay 6H10 bằng dao phay đĩa modun kết hợp đầu phân độ, chế độ cắt $S = 0.35\text{ mm/vòng}$, $n = 509\text{ vòng/phút}$.
    7. Nguyên công VII: Tổng kiểm tra kích thước, dung sai và biên dạng ăn khớp.
  • Quy trình gia công puly đai thang: Thực hiện tiện khỏa mặt đầu đạt $L=33.7\text{ mm}$, tiện thô trụ ngoài $\varnothing 102.8$, tiện rãnh đai thang và gia công lỗ gá trục $\varnothing 22.9\text{ mm}$ trên máy tiện 1K62.
  • Yêu cầu kỹ thuật sau gia công: Toàn bộ các cạnh sắc được vát bavia, độ nhẵn bóng bề mặt đảm bảo theo yêu cầu bản vẽ, dung sai kích thước không chỉ dẫn lấy theo $\pm\text{IT}14/2$.

Nội dung chính theo từng chương

Mở đầu

Giới thiệu tính cấp thiết của việc cơ giới hóa khâu thái mỳ sợi trong sản xuất thực phẩm khô tại Việt Nam. Nêu rõ mục tiêu tổng quát, mục tiêu cụ thể, đối tượng nghiên cứu (máy thái mỳ và phần mềm thiết kế), phương pháp nghiên cứu và bố cục tổng thể của đồ án tốt nghiệp gồm 5 chương.

Chương I: Tổng quan về các phương pháp tạo mỳ gạo

Trình bày lịch sử hình thành và nguồn gốc của sợi mỳ qua các thời kỳ, phân tích giá trị dinh dưỡng của mỳ sợi (cung cấp protein, chất xơ, khoáng chất magie, kali, không chứa gluten). Khảo sát các dòng máy cắt mỳ và hủ tiếu trên thị trường (máy thủ công quay tay, máy công nghiệp PC-35, dây chuyền làm mỳ tự động công suất từ 50 đến 500 kg/giờ). Đánh giá thị trường vật tư cơ khí trong nước: linh kiện kim loại sản xuất nội địa đáp ứng 85–90% nhu cầu chế tạo máy công nghiệp. Phân loại và lựa chọn các cụm vật tư mua sẵn phục vụ đề tài gồm gối đỡ ổ bi, động cơ giảm tốc 1.5 HP (nguồn 220V, tỉ số truyền 10, tốc độ 140 vòng/phút), dây curoa đai thang, bu lông M12, sắt hộp mạ kẽm $50 \times 100\text{ mm}$ và máng nhôm.

Chương II: Phân tích thiết kế sơ bộ máy thái mỳ

So sánh chi tiết 3 nguyên lý cắt mỳ dạng sợi: cắt bằng dao thường (thủ công/kéo mỳ), cắt bằng dao lăn tròn và cắt bằng sự ăn khớp giữa các răng của hai quả lô quay ngược chiều. Lựa chọn kiểu dáng máy sử dụng cơ cấu dao cắt 2 quả lô. Trình bày sơ đồ cấu tạo tổng thể gồm 8 cụm chi tiết (bộ khung, bu lông M12, 2 quả lô, gối đỡ ổ bi, cặp bánh răng, puly trục, puly động cơ, động cơ điện, lược răng và dây đai) và thuyết minh nguyên lý vận hành. Phân tích kết cấu khung đế máy chế tạo từ thép hộp $50 \times 50 \times 1.4\text{ mm}$ (kích thước làm việc $450 \times 400 \times 500\text{ mm}$) liên kết bằng phương pháp hàn que.

Chương III: Phân tích, thiết kế dụng cụ cắt

Phân tích nguyên lý làm việc và ưu nhược điểm của dao cắt dạng quả lô. Thiết lập sơ đồ đặt lực và tính toán động học: tính lực kéo đai $F_r = 1969\text{ N}$, lực tiếp tuyến $F_t = 67587\text{ N}$, xác định đường kính ngõng trục nhỏ nhất $d \ge 26\text{ mm}$ và đường kính quả lô cắt $d_2 = 80\text{ mm}$ dựa trên moment tương đương $M_{td} = 861467\text{ Nmm}$. Lựa chọn vật liệu thép C45 cho dao cắt và gang xám GX 15-32 cho puly dẫn động kèm bảng thành phần hóa học chi tiết. Quy định yêu cầu kỹ thuật làm mất cạnh sắc và dung sai $\pm\text{IT}14/2$. Xây dựng tiến trình công nghệ 7 nguyên công gia công chi tiết bánh răng (tiện khỏa mặt, tiện ngoài, tiện lỗ trên máy 1K62, xọc then trên máy 5107, phay răng trên máy 6H10) và gia công chi tiết puly.

Chương IV: Thiết kế dụng cụ cắt bằng phương pháp phân tích đa phần tử của Inventor

Giới thiệu môi trường thiết kế Design Accelerator và phân tích phần tử hữu hạn (FEA/ANSYS) trong phần mềm Autodesk Inventor. Ứng dụng phần mềm để xây dựng bản vẽ lắp ráp (Assembly), đặt tải trọng (Loads), điều kiện biên và gối đỡ (Supports). Tiến hành kiểm nghiệm bền trục và quả lô cắt: xác định lực cắt tiếp tuyến (Shear Force), biểu đồ moment uốn (Bending Moment phương YZ), độ lệch và góc xoay trục (Deflection, Deflection Angle), lực căng bề mặt và phản lực liên kết (Reaction Force and Moment on Constraints) nhằm đảm bảo trục dao đủ bền và không bị biến dạng quá mức khi chịu tải.

Chương V: Lắp ráp, chạy thử mô hình

Mô tả quy trình lắp ráp hoàn thiện máy theo 5 bước: (1) hàn lắp khung máy với máng đỡ; (2) lắp cụm chi tiết dụng cụ cắt (quả lô, gối đỡ); (3) lắp bộ phận chuyển động (bánh răng, puly trục); (4) định vị, siết chặt cụm cắt vào khung máy; (5) lắp động cơ và căng dây đai. Báo cáo bảng thống kê số lần chạy thử máy thực tế, đánh giá chất lượng sợi mỳ đầu ra (đều, thẳng, không bị bết dính nhờ có lược răng). Nêu các nhược điểm còn tồn tại, đề xuất phương án cải tiến và biên soạn tài liệu hướng dẫn vận hành an toàn.

Kết luận chung

Tổng kết các kết quả đạt được về mặt lý thuyết, tính toán thiết kế và chế tạo sản phẩm thực tế; đánh giá mức độ hoàn thành nhiệm vụ nghiên cứu của đồ án so với mục tiêu ban đầu.

Kết quả và đóng góp

1. Kết quả kỹ thuật đạt được

Đồ án đã thiết kế, gia công và lắp ráp hoàn chỉnh mô hình máy thái mỳ gạo bán tự động với các thông số kỹ thuật cụ thể:

  • Năng suất làm việc: Đạt $50\text{ kg/giờ}$, đáp ứng đúng yêu cầu thiết kế ban đầu.
  • Kích thước tổng thể máy: $450 \times 400 \times 500\text{ mm}$, kết cấu nhỏ gọn, khung máy bằng thép hộp hàn vững chắc, hạn chế rung lắc trong quá trình vận hành.
  • Hệ thống truyền động: Sử dụng động cơ giảm tốc công suất 1.5 HP (1,1 kW), sử dụng nguồn điện dân dụng 220V, tốc độ quay trục ra đạt 140 vòng/phút qua bộ truyền đai thang và cặp bánh răng ăn khớp ngoài.
  • Dụng cụ cắt: Cặp quả lô đường kính $\varnothing 80\text{ mm}$ chế tạo bằng thép C45, kết hợp hệ thống lược răng làm sạch tự động, giúp sợi mỳ cắt ra đều, mép cắt sắc nét, không bị dập nát hoặc dính sợi.
  • Kiểm nghiệm bền: Mô hình trục và dao cắt được kiểm chứng đạt yêu cầu chịu lực qua phần mềm Autodesk Inventor (moment uốn tương đương $M_{td} = 861467\text{ Nmm}$, đường kính trục tối thiểu $26\text{ mm}$).

Bảng tổng hợp thông số kỹ thuật chính của máy:

Thông số Giá trị thiết kế / Chế tạo
Năng suất định mức $50\text{ kg/giờ}$
Công suất động cơ giảm tốc 1.5 HP (1,1 kW)
Điện áp sử dụng 220V (1 pha)
Tốc độ trục ra hộp giảm tốc 140 vòng/phút (tỉ số truyền $i = 10$)
Kích thước khung máy ($D \times R \times C$) $450 \times 400 \times 500\text{ mm}$
Vật liệu khung máy Thép hộp vuông mạ kẽm $50 \times 50 \times 1.4\text{ mm}$
Đường kính danh nghĩa quả lô cắt $\varnothing 80\text{ mm}$ (Vật liệu: Thép C45)
Lực tác dụng bộ truyền đai ($F_r$) 1969 N
Moment uốn tương đương trên trục ($M_{td}$) 861467 Nmm

2. Đóng góp của đề tài

  • Đóng góp về mặt kỹ thuật và ứng dụng: Chế tạo thành công một mẫu máy thái mỳ sợi có kết cấu gọn nhẹ, vận hành đơn giản, chi phí sản xuất thấp nhờ tận dụng nguồn vật tư tiêu chuẩn có sẵn trong nước (chiếm hơn 80% linh kiện). Thiết bị giúp các cơ sở chế biến mỳ nhỏ lẻ và hộ gia đình nâng cao năng suất gấp nhiều lần so với làm thủ công, giải phóng sức lao động.
  • Đóng góp về mặt phương pháp: Kết hợp thành công giữa phương pháp tính toán sức bền truyền thống với công cụ mô phỏng số CAD/CAE (Autodesk Inventor/ANSYS) trong việc kiểm nghiệm bền chi tiết máy thực phẩm; xây dựng hoàn chỉnh tiến trình công nghệ 7 nguyên công gia công bánh răng trên máy công cụ vạn năng.

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

1. Hạn chế

  • Việc tiếp liệu vẫn phải thực hiện thủ công: Người vận hành phải tự đưa từng tấm bánh mỳ vào khe giữa 2 quả lô, chưa có cơ cấu nạp liệu tự động liên tục.
  • Thân máy sử dụng kết cấu khung thép hộp hàn cố định nên trọng lượng toàn bộ máy còn tương đối nặng, gây khó khăn nhất định khi cần di chuyển vị trí.
  • Động cơ hoạt động ở một dải tốc độ cố định (140 vòng/phút của trục giảm tốc), chưa trang bị bộ biến tần để điều chỉnh vô cấp tốc độ cắt phù hợp với các loại nguyên liệu có độ ẩm, độ dẻo khác nhau.
  • Vật liệu máng đỡ và khung máy chưa đồng bộ toàn bộ bằng thép không gỉ (Inox), đòi hỏi phải vệ sinh và lau khô cẩn thận sau mỗi lần sử dụng để tránh bám bẩn và oxy hóa lâu dài.

2. Hướng nghiên cứu tiếp

  • Thiết kế bổ sung cụm băng tải cấp liệu tự động và bộ phận tự động cuộn/cắt đoạn sợi mỳ thành phẩm phía dưới máng hứng.
  • Lắp đặt thêm biến tần điều khiển tốc độ động cơ nhằm đa dạng hóa chế độ cắt cho nhiều loại nông sản, thực phẩm khác nhau (mỳ Quảng, bánh canh, miến khô, bì lợn).
  • Nghiên cứu thay thế vật liệu chế tạo khung và máng sang thép không gỉ SUS 304 nhằm đáp ứng tối đa các tiêu chuẩn vệ sinh an toàn thực phẩm trong sản xuất công nghiệp.

Giá trị tham khảo

Tài liệu đồ án tốt nghiệp này mang lại giá trị tham khảo hữu ích cho các nhóm đối tượng:

  • Sinh viên ngành Công nghệ kỹ thuật cơ khí, Chế tạo máy, Cơ điện tử: Là tài liệu tham khảo chi tiết về quy trình thực hiện một đồ án tốt nghiệp từ khâu khảo sát, tính toán động học, tính toán sức bền chi tiết máy đến lập bảng quy trình công nghệ gia công chi tiết điển hình (bánh răng, puly) trên máy công cụ vạn năng (tiện 1K62, xọc 5107, phay 6H10).
  • Kỹ sư và cán bộ kỹ thuật thiết kế máy chế biến thực phẩm: Tham khảo phương pháp ứng dụng phần mềm Autodesk Inventor (mô-đun Design Accelerator và Stress Analysis) để mô phỏng lực uốn, lực cắt và kiểm nghiệm bền cho cụm trục dao cắt dạng quả lô.
  • Các cơ sở sản xuất cơ khí vừa và nhỏ, hộ kinh doanh chế biến mỳ gạo: Cung cấp thông số kết cấu, sơ đồ lắp ráp và danh mục vật tư thực tế để chế tạo máy thái mỳ năng suất 50 kg/giờ với chi phí đầu tư thấp.

Câu hỏi thường gặp

1. Động cơ giảm tốc được lựa chọn cho máy có thông số kỹ thuật cụ thể như thế nào?
Động cơ được chọn là loại motor hộp số giảm tốc vỏ nhôm nguyên khối, công suất 1.5 HP (1,1 kW), sử dụng nguồn điện 1 pha 220V, cấp cách điện F, cấp bảo vệ IP55, dây quấn 100% bằng đồng. Tỉ số truyền của hộp giảm tốc là $i = 10$, cho tốc độ quay đầu trục ra đạt 140 vòng/phút. Kích thước động cơ gồm chiều dài 317 mm, chiều cao 246 mm và đường kính trục ra 24 mm.

2. Kích thước và thông số tính toán chính của dụng cụ cắt (cặp quả lô) là bao nhiêu?
Dụng cụ cắt gồm 2 quả lô chế tạo từ thép C45, có đường kính danh nghĩa tính toán $d_2 \ge 75\text{ mm}$ và được chọn thực tế là $\varnothing 80\text{ mm}$. Đường kính nhỏ nhất của trục quả lô tính toán theo điều kiện bền và moment uốn tương đương ($M_{td} = 861467\text{ Nmm}$) với hệ số an toàn $s = 20$ là $d \ge 26\text{ mm}$.

3. Khung thân máy thái mỳ được chế tạo từ loại vật liệu nào và bằng phương pháp liên kết gì?
Thân đế máy có kích thước làm việc $450 \times 400 \times 500\text{ mm}$, được chế tạo từ các thanh thép hộp vuông mạ kẽm kích thước $50 \times 50 \times 1.4\text{ mm}$ cắt theo kích thước bản vẽ và liên kết cố định với nhau bằng phương pháp hàn que.

4. Chi tiết bánh răng truyền động được gia công qua những nguyên công nào trên các máy công cụ gì?
Quy trình gia công bánh răng gồm 7 nguyên công: Nguyên công I và II (tiện mặt đầu, tiện trụ ngoài, tiện lỗ thô và bán tinh trên máy tiện 1K62); Nguyên công III (tiện tinh trụ ngoài $\varnothing 114 \pm 0.1\text{ mm}$ trên máy tiện 1K62); Nguyên công IV (tiện tinh lỗ $\varnothing 25 \pm 0.1\text{ mm}$ trên máy tiện 1K62); Nguyên công V (xọc rãnh then B27H6 trên máy xọc 5107); Nguyên công VI (phay răng bằng dao phay đĩa modun trên máy phay 6H10); Nguyên công VII (tổng kiểm tra).

5. Bộ phận lược răng trong kết cấu máy có chức năng gì?
Lược răng được lắp đặt ăn khớp tại các khe răng của quả lô cắt, đảm nhận hai nhiệm vụ chính: dẫn hướng cho các dải sợi mỳ sau khi cắt rơi thẳng xuống máng thu nhận và tự động cạo sạch vụn bột bám dính trên bề mặt làm việc của quả lô trong suốt quá trình quay.

Kết luận

Đồ án tốt nghiệp "Nghiên cứu, thiết kế và chế tạo máy thái mỳ gạo năng suất 50 kg/giờ" của nhóm tác giả tại Trường Đại học Sao Đỏ đã giải quyết trọn vẹn bài toán cơ giới hóa khâu cắt thái mỳ sợi quy mô bán công nghiệp. Công trình kết hợp chặt chẽ giữa tính toán động lực học, mô phỏng phần tử hữu hạn trên Autodesk Inventor với việc xây dựng quy trình công nghệ gia công chi tiết cơ khí thực tế. Mô hình máy sau khi chế tạo và thử nghiệm đã chứng minh khả năng vận hành ổn định, đạt đúng năng suất 50 kg/giờ và tạo ra thành phẩm sợi mỳ đồng đều, có giá trị ứng dụng thực tiễn cao cho các cơ sở sản xuất quy mô vừa và nhỏ.