Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu
Trong quá trình công nghiệp hóa và hiện đại hóa, nhu cầu sử dụng nước uống sạch đóng chai tại các hộ gia đình, cơ quan và xí nghiệp ngày càng tăng cao nhằm đảm bảo tính tiện lợi và vệ sinh mà không mất thời gian đun nấu hay lọc thủ công. Thị trường nước uống đóng chai trong nước phần lớn do các doanh nghiệp lớn chi phối với dây chuyền ngoại nhập có giá thành cao, diện tích lắp đặt lớn và quy trình bảo trì phức tạp. Các cơ sở sản xuất quy mô vừa và nhỏ thường thiếu nguồn lực đầu tư dây chuyền tự động khép kín, dẫn đến việc sản xuất thủ công hoặc bán tự động không đảm bảo tiêu chuẩn vệ sinh an toàn thực phẩm, tốn nhân công và năng suất thấp.
Trước đó, hai nhóm sinh viên tiền nhiệm tại Khoa Cơ khí Chế tạo máy – Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật TP. Hồ Chí Minh đã chế tạo mô hình máy chiết rót nước 0,5 lít nhưng còn nhiều hạn chế kỹ thuật: kết cấu khung chưa đủ độ cứng vững, đĩa xoay cấp chai dày 8 mm bị vênh, băng tải dài bằng khung nên thiếu bộ phận tăng đơ dẫn đến chùng băng tải, rulo sắt bị lệch tâm làm lệch hướng di chuyển, xilanh súc rửa không đủ lực xoay, cơ cấu phễu cấp nắp không đảm bảo dung lượng và chưa tự lựa chiều nắp, đồng thời chưa có hệ thống điều khiển tích hợp hoàn chỉnh. Đề tài "Nghiên cứu, phát triển, chế tạo và hoàn thiện hệ thống chiết rót nước uống đóng chai 0,5l" được thực hiện nhằm khắc phục các thiếu sót trên, hoàn thiện máy để phục vụ thực tế sản xuất.
Mục tiêu nghiên cứu của đề tài bao gồm 3 nhiệm vụ chính:
- Tiếp tục phát triển, tính toán và thiết kế nâng cấp những bộ phận chưa hợp lý từ các nghiên cứu trước (khung máy, đĩa cấp chai, băng chuyền, rulo, bộ phận súc rửa, cơ cấu giữ chai).
- Nghiên cứu thiết kế và chế tạo bổ sung các mô-đun mới gồm: hệ thống cấp nắp tự động, hệ thống quạt gió đưa chai vào đĩa rót, hệ thống băng tải inox đầu ra, buồng nhiệt co màng và tủ mạch điều khiển toàn hệ thống.
- Lắp ráp hoàn chỉnh, tích hợp điều khiển và đưa hệ thống vào vận hành thực nghiệm ổn định trong thời gian dài với năng suất thiết kế 600 chai/giờ cho chai dung tích 500 ml.
Đối tượng nghiên cứu là hệ thống máy chiết rót nước uống đóng chai tự động dung tích 0,5 lít. Phạm vi nghiên cứu tập trung vào các tài liệu chuyên ngành cơ khí chế tạo máy, phương pháp tính toán thiết kế chi tiết máy - hệ thống dẫn động cơ khí, khảo sát thực tế tại các cơ sở sản xuất nước đóng chai quy mô vừa và nhỏ, và khảo sát tiêu chuẩn hình học của chai nhựa 500 ml có đường kính cổ chai Ø28 trên thị trường.
Cơ sở lý thuyết và phương pháp
Về cơ sở lý thuyết, đề tài áp dụng các công thức tính toán động học và động lực học từ giáo trình "Tính toán thiết kế hệ thống dẫn động cơ khí (Tập 1)". Các công thức tính toán bao gồm:
- Công suất cần thiết trên trục động cơ: $P_{ct} = \frac{F \cdot v}{1000 \cdot \eta}$ (kW), với $F$ là lực kéo (N), $v$ là vận tốc làm việc (m/s) và $\eta$ là hiệu suất truyền động chung.
- Số vòng quay của trục công tác và số vòng quay sơ bộ của động cơ: $n = \frac{60000 \cdot v}{\pi \cdot D}$ (vòng/phút) đối với tang trống hoặc $n = \frac{60000 \cdot v}{z \cdot t}$ đối với đĩa xích (với $z$ là số răng, $t$ là bước xích).
- Điều kiện chọn động cơ điện: công suất định mức $P_{đm} \ge P_{ct}$ và số vòng quay đồng bộ phù hợp qua các tỷ số truyền $u$.
- Lý thuyết về các bộ truyền động cơ khí: bộ truyền xích con lăn theo các tiêu chuẩn quốc tế (ANSI, DIN, JIS, ISO, BS), hộp giảm tốc bánh răng và khớp nối trục đàn hồi.
Phương pháp nghiên cứu được triển khai theo quy trình 4 giai đoạn logic:
- Giai đoạn 1: Nghiên cứu tổng quan lý thuyết, khảo sát các mẫu máy chiết rót hiện có trên thị trường, thu thập dữ liệu tại các cơ sở sản xuất, xác định các nhược điểm của mô hình cũ và đề xuất ý tưởng nâng cấp.
- Giai đoạn 2: Lập bảng phân tích ưu, nhược điểm của các phương án kết cấu cho từng cụm chi tiết và lựa chọn phương án tối ưu dựa trên tiêu chí độ cứng vững, tính khả thi gia công, chi phí và độ an toàn vệ sinh thực phẩm.
- Giai đoạn 3: Tính toán thông số động học, thiết kế bản vẽ kỹ thuật chi tiết và bản vẽ lắp, tiến hành gia công cơ khí, chế tạo chi tiết mới và lắp ráp hoàn thiện phần cơ khí cùng hệ thống điều khiển điện khí nén.
- Giai đoạn 4: Vận hành thực nghiệm, đo đạc thông số tải trọng và lực siết nắp, xử lý số liệu đo và tinh chỉnh toàn bộ hệ thống.
Nguồn dữ liệu của nghiên cứu gồm: số liệu thiết kế và bản vẽ kế thừa từ 2 nhóm sinh viên tiền nhiệm; số liệu khảo sát thị trường về quy cách vỏ chai nhựa (cổ chai tiêu chuẩn Ø28); và dữ liệu đo đạc thực nghiệm lực vặn nắp, lực ấn nắp, lực nâng giữ chai bằng bàn cân cơ học.
Nội dung chính theo từng chương
Chương 1: Giới thiệu
Chương này trình bày tính cấp thiết của đề tài xuất phát từ nhu cầu thực tiễn về nước uống sạch và sự phát triển của công nghệ tự động hóa trong chế tạo máy. Nội dung xác định rõ 3 mục tiêu nghiên cứu, đối tượng nghiên cứu là hệ thống chiết rót chai 0,5 lít, phạm vi khảo sát lý thuyết - thực tế và phương pháp luận 4 giai đoạn phục vụ quy trình thiết kế chế tạo sản phẩm cơ khí hoàn chỉnh.
Chương 2: Tổng quan nghiên cứu đề tài
Chương 2 phân tích nhu cầu sử dụng nước an toàn và thực trạng công nghệ sản xuất nước tinh khiết hiện nay (chủ yếu sử dụng công nghệ lọc thẩm thấu ngược RO và công nghệ Plasma). Tác giả đánh giá thị trường máy chiết rót đóng chai hiện tại: các dây chuyền nhập khẩu tự động hoàn toàn có công suất lớn nhưng giá thành rất cao, kết cấu phức tạp và yêu cầu diện tích lắp đặt lớn, không phù hợp với các cơ sở nhỏ; ngược lại, các cơ sở vừa và nhỏ đang sử dụng dây chuyền bán thủ công năng suất thấp, khó kiểm soát vệ sinh. Từ đó khẳng định sự cần thiết phải phát triển hệ thống chiết rót quy mô vừa và nhỏ với giá thành thấp và kết cấu đơn giản.
Chương 3: Cơ sở lý thuyết
Nội dung chương tập trung khảo sát kích thước hình học chai nhựa 500 ml (cổ chai Ø28) và thực nghiệm xác định các thông số lực phục vụ tính toán cơ cấu đóng nắp:
- Xác định lực vặn nắp: Cánh tay đòn siết nắp $R = 34\text{ mm}$, lực trung bình $F_{tb} = 1\text{ kG}$, mô-men đóng nắp tương ứng $M = 34\text{ kG}\cdot\text{mm}$.
- Thực nghiệm đo lực đè nắp khi vặn: Thực hiện 10 lần đo bằng phương pháp ép nắp qua bàn cân. Kết quả đo dao động từ $2,8\text{ kG}$ đến $3,3\text{ kG}$, xác định lực đè trung bình $F_{tb} = 3,0\text{ kG}$.
- Thực nghiệm đo lực đẩy/giữ chai từ dưới lên: Kết quả thực nghiệm đo lực ép đáy chai đạt giá trị trung bình $F_{tb} = 2,5\text{ kG}$.
| Lần thực nghiệm |
Lực đè nắp (kG) |
Lực đẩy chai (kG) |
| 1 |
2,8 |
2,5 |
| 2 |
3,1 |
2,2 |
| 3 |
2,8 |
- |
| 4 |
3,2 |
- |
| 5 |
2,9 |
- |
| 6 |
2,8 |
- |
| 7 |
3,0 |
- |
| 8 |
3,3 |
- |
| 9 |
2,9 |
- |
| 10 |
3,2 |
- |
| Giá trị trung bình |
3,0 |
2,5 |
Chương 4: Phương hướng và giải pháp
Chương 4 thiết lập bảng so sánh và lựa chọn phương án cải tiến cho 10 cụm chi tiết và bộ phận chức năng của hệ thống:
| Cụm bộ phận |
Phương án 1 |
Phương án 2 |
Phương án được chọn và lý do |
| Đĩa cấp chai |
Tăng bề dày ốp inox |
Giữ tấm mỏng, tăng bóng |
Chọn PA 1: Đảm bảo độ cứng vững, không bị vênh khi chứa 100 chai. |
| Băng chuyền |
Băng tải sắt |
Băng tải nhựa PVC (dài 1,8 m) |
Chọn PA 2: Trọng lượng nhẹ, dễ lắp ráp, chi phí thấp, cho phép lắp thêm tăng đơ. |
| Rulo băng tải |
Rulo sắt |
Rulo nhựa, trục sắt |
Chọn PA 2: Dễ gia công đạt độ đồng tâm, giảm hiện tượng đảo băng tải và giảm tải trọng. |
| Đỡ băng tải |
Dùng hệ thống con lăn |
Dùng 2 thanh inox bọc nhựa |
Chọn PA 2: Đơn giản trong chế tạo, lắp ráp, đủ độ cứng vững cho tải trọng nhỏ. |
| Định hướng chai |
Thanh dẫn điều chỉnh được |
Thanh dẫn cố định |
Chọn PA 1: Linh hoạt điều chỉnh khoảng cách cho nhiều cỡ chai (300 ml hoặc 500 ml). |
| Súc rửa chai |
Dùng xilanh nhỏ cũ |
Thay xilanh quay kích thước lớn |
Chọn PA 2: Đủ lực quay góc 180 độ để đảo ngược cụm 5 chai cùng lúc. |
| Cấp chai vào đĩa rót |
Xilanh đẩy từng chai |
Bộ phận quạt gió thổi chai |
Chọn PA 2: Cấp phôi liên tục, không làm trầy xước hay móp méo vỏ chai. |
| Giữ chai khi siết nắp |
Xilanh nâng đáy chai |
Xilanh kẹp hông chai |
Chọn PA 1: Không làm móp chai, kết hợp lực ép trên dưới giữ chai không bị xoay. |
| Hệ thống cấp nắp |
Phễu trọng lực cũ |
Băng tải dẫn hướng cấp nắp |
Chọn PA 2: Tự động hóa hoàn toàn, chứa >100 nắp, tự lựa chiều nắp chính xác. |
| Băng tải đầu ra |
Băng tải cao su |
Băng tải inox bản 80 mm (dài 4,6 m) |
Chọn PA 2: Chịu được nhiệt độ cao khi đưa chai qua buồng sấy nhiệt co màng. |
Đối với buồng nhiệt co màng, do yêu cầu cách nhiệt cao vượt quá điều kiện gia công của xưởng trường nên nhóm lựa chọn phương án chuyển bản vẽ thiết kế để xưởng cơ khí chuyên dụng gia công.
Chương 5: Thiết kế hệ thống
Chương 5 trình bày tiến độ kế hoạch thực hiện từ ngày 10/02/2016 đến ngày 15/07/2016 và nguyên lý vận hành liên hoàn của toàn hệ thống:
- Chai rỗng được cấp thủ công lên mâm xoay cấp chai (sức chứa 100 chai).
- Mâm xoay dẫn chai vào băng chuyền PVC để đưa đến trạm súc rửa.
- Cụm súc rửa sử dụng cảm biến nhận diện và bộ đếm (counter) để kẹp giữ 5 chai cùng lúc; xilanh quay xoay cụm kẹp một góc 180 độ đưa miệng chai vào vị trí vòi xịt nước sạch đã qua xử lý. Sau khi xịt rửa xong, xilanh quay trả chai về vị trí đứng trên băng chuyền.
- Chai đi qua thanh dẫn kẹp và được luồng khí từ quạt gió thổi vào vị trí ăn khớp trên đĩa chia độ (đĩa quay cấp phôi cho trạm rót). Đĩa chia độ quay theo chu kỳ 6 giây/nhịp và dừng 5 giây tại mỗi vị trí công tác.
- Tại vị trí rót nước: cảm biến phát hiện vỏ chai kích hoạt mở van điện từ để chiết rót đúng 500 ml nước từ bồn chứa vào chai.
- Tại vị trí đóng nắp: nắp từ hệ thống cấp nắp tự động rơi vào miệng chai; piston khí nén đưa cụm động cơ vặn nắp tịnh tiến xuống dưới, đồng thời xilanh đẩy từ dưới đáy chai nâng lên để chống xoay chai; động cơ vặn nắp siết chặt nắp vào cổ chai.
- Tại vị trí đầu ra: càng gạt dẫn chai đã đóng nắp sang băng tải inox (vận tốc $v = 0,1\text{ m/s}$). Tại đây, công nhân lồng nhãn và màng co trước khi chai được đưa qua buồng sấy nhiệt co màng và rơi xuống bệ đỡ đóng thùng.
Chương này cũng hệ thống hóa cơ sở lý thuyết về bộ truyền xích con lăn, hộp giảm tốc bánh răng và khớp nối trục sử dụng trong hệ thống.
Chương 6: Thiết kế chi tiết
Chương 6 trình bày các tính toán thiết kế kỹ thuật cụ thể:
- Tính toán động cơ kéo cụm cấp nắp: Yêu cầu lực kéo $F = 500\text{ N}$, vận tốc băng tải $v = 0,05\text{ m/s}$. Hiệu suất nối trực tiếp qua khớp nối đàn hồi $\eta = 1$. Công suất tính toán: $P_{ct} = \frac{500 \cdot 0,05}{1000 \cdot 1} = 0,025\text{ kW}$. Số vòng quay $n = 60\text{ vòng/phút}$. Chọn động cơ điện có công suất định mức thỏa mãn $P_{đm} > P_{ct}$.
- Tính toán mô-men xilanh quay súc rửa: Khối lượng cụm kẹp và chai $m = 3\text{ kg}$ tương đương tải trọng $P = 30\text{ N}$ tác dụng tại trọng tâm giữa khung; cánh tay đòn $d = \frac{L}{2} = \frac{34}{2} = 17\text{ cm}$. Mô-men xoay yêu cầu: $M = P \cdot d = 30 \cdot 17 = 510\text{ N}\cdot\text{cm}$.
- Tính toán động cơ kéo băng tải inox đầu ra: Khối lượng 2 rulo Ø60 dài 300 mm là $4\text{ kg}$, khối lượng băng tải inox $30\text{ kg}$, vận tốc kéo $v = 0,1\text{ m/s}$, lực kéo $F = 600\text{ N}$. Hiệu suất bộ truyền xích $\eta_x = 0,96$. Công suất tính toán trên trục: $P_{ct} = \frac{600 \cdot 0,1}{1000 \cdot 0,96} = 0,0625 \approx 0,063\text{ kW}$. Tỷ số truyền xích $u_x = 2$. Vận tốc góc sơ bộ $n = 60\text{ vòng/phút}$. Lựa chọn động cơ giảm tốc công suất $P_{đm} = 0,09\text{ kW}$, nguồn điện 220V, tốc độ đầu ra $n = 60\text{ vòng/phút}$.
Chương 7: Thực nghiệm
Chương 7 ghi nhận quá trình chạy thử nghiệm toàn bộ hệ thống sau khi lắp ráp và đấu nối tủ điều khiển điện khí nén. Các cụm cơ cấu truyền động xích, đĩa chia độ, băng tải PVC, băng tải inox và các xilanh khí nén hoạt động đồng bộ theo đúng chu trình thời gian đã lập trình. Quá trình chiết rót và siết nắp diễn ra êm, định lượng chính xác 500 ml và nắp được đóng kín chặt không rò rỉ nước.
Chương 8: Kết luận - Kiến nghị
Tác giả tổng kết việc hoàn thành toàn bộ mục tiêu chế tạo hệ thống chiết rót nước 0,5 lít đảm bảo công suất 600 chai/giờ, vận hành ổn định và đáp ứng an toàn vệ sinh thực phẩm. Đưa ra 2 kiến nghị nhằm nâng cao mức độ tự động hóa cho các nghiên cứu tiếp theo: phát triển cơ cấu cấp phôi chai rỗng tự động vào đĩa xoay và cơ cấu tự động lồng màng co, dán nhãn thân chai.
Kết quả và đóng góp
Đồ án đã chế tạo thành công mô hình hệ thống chiết rót nước uống đóng chai 0,5 lít với các thông số kỹ thuật thực nghiệm được kiểm chứng:
- Năng suất làm việc: Đạt $600\text{ chai/giờ}$ đối với chai dung tích $500\text{ ml}$.
- Khả năng cấp nắp tự động: Cơ cấu băng tải cấp nắp chứa và cấp ổn định trên $100\text{ nắp/lần}$, tự động định hướng đúng chiều nắp trước khi đưa vào miệng chai.
- Chu kỳ làm việc của đĩa rót: $6\text{ giây/nhịp}$, trong đó thời gian dừng định vị để rót nước và siết nắp là $5\text{ giây}$.
- Hiệu suất trạm súc rửa: Súc rửa đồng thời $5\text{ chai/lần}$ nhờ xilanh quay góc $180^\circ$.
- Hệ thống băng tải đầu ra: Băng tải inox bản rộng $80\text{ mm}$, dài $4,6\text{ m}$, vận tốc $v = 0,1\text{ m/s}$, dẫn động qua động cơ giảm tốc $0,09\text{ kW}$ ($u_x = 2$), chịu được nhiệt độ của buồng sấy co màng.
Về mặt giải pháp, đồ án đã khắc phục các vấn đề kỹ thuật của các thế hệ máy trước:
- Thay thế đĩa cấp chai bằng tấm inox dày tăng cứng vững, loại bỏ hiện tượng vênh lệch.
- Rút ngắn băng tải PVC còn $1,8\text{ m}$ để tích hợp cơ cấu tăng đơ chống chùng băng; thay thế rulo sắt bằng rulo nhựa định tâm trục sắt.
- Ứng dụng luồng quạt gió để cấp chai vào đĩa rót nhằm loại bỏ nguy cơ làm biến dạng vỏ chai.
- Tích hợp xilanh nâng đáy chai với lực nâng trung bình $2,5\text{ kG}$ phối hợp cùng đầu siết nắp trên (lực đè $3,0\text{ kG}$, mô-men $34\text{ kG}\cdot\text{mm}$) giúp cố định chai hoàn toàn khi vặn chặt nắp.
Đóng góp chính của đề tài là hoàn thiện một kết cấu máy chiết rót - đóng nắp - co màng bán tự động có kích thước nhỏ gọn, vận hành đơn giản, chi phí chế tạo thấp, phù hợp với năng lực đầu tư của các cơ sở sản xuất nước sạch quy mô vừa và nhỏ tại Việt Nam.
Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp
Khóa luận chỉ rõ các hạn chế kỹ thuật hiện tại của hệ thống:
- Khâu nạp chai rỗng ban đầu vẫn phụ thuộc vào thao tác thủ công của người vận hành khi xếp từng chai vào mâm xoay cấp chai.
- Khâu lồng tem nhãn và màng co nhiệt trên băng tải đầu ra trước khi qua buồng sấy nhiệt vẫn phải sử dụng 2 nhân công đứng thao tác bằng tay.
- Buồng nhiệt co màng chưa thể tự chế tạo trực tiếp tại xưởng trường do hạn chế về công nghệ gia công vật liệu cách nhiệt, phải đặt hàng gia công bên ngoài.
Hướng nghiên cứu tiếp theo được tác giả đề xuất:
- Thiết kế, chế tạo mô-đun cấp phôi chai rỗng tự động vào mâm xoay để thay thế thao tác xếp chai bằng tay.
- Nghiên cứu cơ cấu tự động lồng màng co và dán nhãn thân chai trên băng chuyền đầu ra trước khi đưa vào buồng sấy nhiệt, tiến tới tự động hóa 100% dây chuyền đóng gói.
Giá trị tham khảo
Tài liệu đồ án tốt nghiệp này cung cấp tài liệu kỹ thuật hữu ích cho:
- Sinh viên các ngành Công nghệ Chế tạo máy, Cơ kỹ thuật, Cơ điện tử và Tự động hóa tham khảo phương pháp thực hiện một đồ án thiết kế chế tạo máy hoàn chỉnh, từ khảo sát thực nghiệm đến tính toán truyền động và gia công thực tế.
- Các kỹ sư thiết kế máy đóng gói thực phẩm quy mô vừa và nhỏ: có thể tham khảo trực tiếp các bảng so sánh lựa chọn phương án kết cấu, số liệu thực nghiệm đo lực vặn nắp ($F_{tb} = 3\text{ kG}$), phương pháp định vị chống xoay chai và nguyên lý cấp phôi bằng quạt gió.
- Phần đáng tham khảo nhất là Chương 4 (các giải pháp cải tiến cơ cấu thực tế) và Chương 6 (phương pháp tính chọn công suất động cơ băng tải và mô-men xilanh quay).
Câu hỏi thường gặp
Khóa luận đã giải quyết các lỗi kỹ thuật nào từ mô hình của các nhóm nghiên cứu trước?
Đồ án đã xử lý triệt để các nhược điểm cũ gồm: tăng độ dày đĩa cấp chai để chống vênh; rút ngắn băng tải xuống $1,8\text{ m}$ để lắp thêm bộ phận tăng đơ chống chùng; gia công lại rulo nhựa trục sắt đạt độ đồng tâm; thay thế xilanh quay súc rửa có mô-men lớn hơn ($510\text{ N}\cdot\text{cm}$); thay thế phễu cấp nắp cũ bằng hệ thống băng tải tự lựa nắp chứa $>100\text{ nắp}$; bổ sung quạt gió cấp chai vào đĩa rót; tích hợp xilanh nâng đáy chai chống xoay khi siết nắp; và lắp đặt hệ thống điều khiển tự động toàn máy.
Lực đóng nắp và lực đẩy giữ chai được xác định bằng phương pháp nào và đạt giá trị bao nhiêu?
Các thông số lực được xác định bằng phương pháp thực nghiệm đo đạc thủ công thông qua bàn cân cơ học. Kết quả qua 10 lần đo cho thấy lực đè nắp trung bình khi siết là $F_{tb} = 3,0\text{ kG}$ (tương ứng mô-men $34\text{ kG}\cdot\text{mm}$ với cánh tay đòn $R = 34\text{ mm}$) và lực đẩy giữ chai từ đáy lên đạt trung bình $F_{tb} = 2,5\text{ kG}$.
Trạm súc rửa và trạm chiết rót hoạt động theo nguyên lý định vị như thế nào?
Trạm súc rửa sử dụng cảm biến nhận diện chai kết hợp bộ đếm (counter) để gom đủ 5 chai, sau đó xilanh quay xoay khung kẹp $180^\circ$ đưa miệng chai chúc xuống vòi xịt nước sạch và xoay trả về vị trí cũ. Tại trạm rót, quạt gió đẩy chai vào đĩa chia độ; đĩa quay theo chu kỳ 6 giây/nhịp và dừng 5 giây để cảm biến kích hoạt mở van điện từ rót định lượng 500 ml nước vào chai.
Thông số kỹ thuật của băng tải inox đầu ra và động cơ dẫn động được tính toán ra sao?
Băng tải đầu ra sử dụng vật liệu inox chịu nhiệt bản rộng $80\text{ mm}$, chiều dài khung $4,6\text{ m}$, khối lượng $30\text{ kg}$, vận tốc làm việc $v = 0,1\text{ m/s}$, lực kéo yêu cầu $F = 600\text{ N}$. Công suất tính toán trên trục là $P_{ct} = 0,063\text{ kW}$ qua bộ truyền xích tỷ số truyền $u_x = 2$ ($\eta_x = 0,96$). Động cơ được chọn là loại động cơ giảm tốc nguồn 220V, công suất định mức $P_{đm} = 0,09\text{ kW}$, tốc độ đầu ra $n = 60\text{ vòng/phút}$.
Những công đoạn nào trong dây chuyền vẫn phải thao tác thủ công?
Hệ thống hiện tại vẫn cần thao tác thủ công ở hai khâu: người vận hành đặt chai rỗng lên mâm xoay cấp chai ban đầu và hai công nhân đứng lồng màng co/nhãn thủ công vào thân chai trên băng tải inox trước khi chai đi vào buồng nhiệt co màng.
Kết luận
Đồ án tốt nghiệp "Nghiên cứu, phát triển, chế tạo và hoàn thiện hệ thống chiết rót nước uống đóng chai 0,5l" đã hoàn thành việc thiết kế, cải tiến cơ khí, chế tạo và thử nghiệm thành công dây chuyền chiết rót - đóng nắp - co màng đạt năng suất 600 chai/giờ. Bằng phương pháp thực nghiệm xác định tải trọng và tính toán động lực học chính xác, nhóm tác giả đã giải quyết triệt để các tồn tại về độ cứng vững, dẫn hướng băng tải, lựa nắp tự động và định vị chai của các thế hệ máy trước. Kết quả nghiên cứu cung cấp một giải pháp thiết bị cơ khí có kết cấu hợp lý, giá thành thấp, vận hành ổn định và đảm bảo an toàn vệ sinh thực phẩm cho các cơ sở sản xuất nước uống quy mô vừa và nhỏ.
