Thiết kế và chế tạo máy bóc vỏ thanh long tại HCMUTE

NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

LỜI CAM KẾT

LỜI NÓI ĐẦU

LỜI CẢM ƠN

TÓM TẮT ĐỒ ÁN

1. CHƯƠNG 1: MỞ ĐẦU

1.1. Tính cấp thiết của đề tài

1.2. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn đề tài

1.2.1. Ý nghĩa khoa học

1.2.2. Ý nghĩa thực tiễn

1.3. Mục tiêu nghiên cứu đề tài

1.3.1. Mục tiêu tổng quát

1.3.2. Mục tiêu cụ thể

1.4. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

1.4.1. Đối tượng nghiên cứu

1.4.2. Phạm vi nghiên cứu

1.5. Phương pháp nghiên cứu

1.5.1. Cơ sở phương pháp luận

1.5.2. Các phương pháp nghiên cứu cụ thể

1.6. Yêu cầu cơ bản đối với máy sản xuất thực phẩm

1.7. Kết cấu của đồ án tốt nghiệp

2. CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN

2.1. Giới thiệu chung về cây thanh long

2.1.1. Nguồn gốc về cây thanh long

2.1.2. Nhu cầu sinh thái của cây thanh long

2.1.3. Đặc điểm chung của cây thanh long

2.1.3.1. Hoa thanh long

2.1.3.2. Trái thanh long

2.2. Sản lượng sản xuất thanh long

2.2.1. Tình hình sản xuất thanh long ở Việt Nam

2.2.2. Tình hình tiêu thụ thanh long ở Việt Nam

2.2.3. Dinh dưỡng của thanh long

2.2.4. Sản phẩm từ thanh long

2.2.5. Các nghiên cứu trong và ngoài nước

2.2.6. Các vấn đề còn tồn tại và định hướng nghiên cứu

2.2.7. Mục tiêu nghiên cứu

2.2.8. Phương pháp nghiên cứu

2.2.9. Giới hạn đề tài

3. CHƯƠNG 3: CƠ SỞ LÝ THUYẾT

3.1. Khảo sát kích thước trái thanh long

3.2. Xác định các đặc điểm chính của trái thanh long

3.3. Xác định các đặc tính của vỏ trái thanh long

3.4. Xác định lực cắt trái thanh long

3.5. Thông số kỹ thuật trong khí nén

3.5.1. Các định nghĩa về áp suất không khí

3.5.2. Lực của lò xo

3.5.3. Các tham số kỹ thuật của lò xo nén

3.5.4. Các tham số vật lý

4. CHƯƠNG 4: CÁC PHƯƠNG PHÁP BÓC VỎ THANH LONG

4.1. Yêu cầu của đề tài

4.2. Phương pháp bóc vỏ thanh long thủ công

4.3. Phương pháp bóc vỏ sử dụng thìa

4.4. Phương pháp bóc vỏ bằng tay

4.5. Phương pháp bóc vỏ bằng máy

4.5.1. Phương án 1: Máy bóc vỏ bằng cơ cấu kẹp bung

4.5.2. Phương án 2: Máy bóc vỏ bằng cơ cấu tách không khía

4.5.3. Phương án 3: Máy bóc vỏ bằng cơ cấu khía thẳng

4.5.4. Phương án 4: Máy bóc vỏ bằng cơ cấu khía xiên

4.6. Lựa chọn phương án

4.7. Trình tự công việc tiến hành

5. CHƯƠNG 5: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ MÁY BÓC VỎ TRÁI THANH LONG

5.1. Tính toán, thiết kế dao cắt

5.2. Tính chọn động cơ điện của dao cắt

5.3. Tính chọn động cơ kéo băng tải

5.3.1. Phân tích tải trọng

5.3.2. Tính vận tốc băng tải

5.3.3. Tính lực kéo của băng tải

5.3.4. Tính chọn động cơ

5.3.5. Tính toán theo thực tế

5.4. Tính toán chọn xylanh của một số cụm chính

5.4.1. Xylanh mang cụm kẹp ngang

5.4.2. Xylanh mang cụm cắt hai đầu

5.4.3. Xylanh mang cụm kẹp đứng

5.4.4. Xylanh mang đẩy cụm khía – tách

5.5. Thiết kế mạch điện

5.5.1. Sơ đồ kết nối thiết bị điện

5.5.2. Chương trình điều khiển PLC

6. CHƯƠNG 6: CHẾ TẠO VÀ THỬ NGHIỆM

6.1. KẾT QUẢ THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO CỦA KÌ TRƯỚC

6.2. KẾT QUẢ HIỆU CHỈNH THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO CỦA KÌ NÀY

6.2.1. Hình ảnh của các cụm chính

6.2.2. MỘT SỐ HÌNH ẢNH CỦA THIẾT BỊ ĐIỀU KHIỂN

6.3. KẾT QUẢ THỬ NGHIỆM

7. CHƯƠNG 7: KẾT LUẬN – KIẾN NGHỊ

TÀI LIỆU THAM KHẢO

I. Thiết kế máy bóc vỏ thanh long Khái quát tổng quan

Đồ án tốt nghiệp tập trung vào thiết kế và chế tạo máy bóc vỏ thanh long, giải quyết bài toán bóc vỏ thanh long tự động nhằm nâng cao hiệu quả sản xuất. Nghiên cứu thiết kế máy bóc vỏ thanh long này hướng đến việc ứng dụng công nghệ hiện đại vào lĩnh vực chế biến nông sản. Đề tài đánh giá tầm quan trọng của việc tự động hóa bóc vỏ thanh long trong bối cảnh sản lượng thanh long xuất khẩu lớn của Việt Nam. Máy bóc vỏ thanh long HCMUTE là kết quả của quá trình nghiên cứu, thiết kế và chế tạo dựa trên các nguyên lý cơ khí và điện tử hiện đại. Giải pháp bóc vỏ thanh long tự động này được kỳ vọng sẽ cải thiện năng suất, chất lượng và an toàn vệ sinh thực phẩm trong quá trình chế biến.

1.1. Phân tích thực trạng và nhu cầu

Hiện nay, việc bóc vỏ thanh long chủ yếu dựa trên phương pháp thủ công, năng suất thấp, tốn nhiều nhân công và không đảm bảo vệ sinh an toàn thực phẩm. Điều này ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm và khả năng cạnh tranh trên thị trường. Ứng dụng công nghệ vào bóc vỏ thanh long là giải pháp cần thiết để khắc phục những hạn chế này. Đồ án tập trung vào việc thiết kế cơ khí máy bóc vỏ thanh long, tối ưu hóa quy trình bóc vỏ, từ đó nâng cao hiệu quả kinh tế và chất lượng sản phẩm. Mục tiêu cụ thể của nghiên cứu là thiết kế một máy bóc vỏ có năng suất cao, vận hành ổn định, dễ bảo trì, và đáp ứng các tiêu chuẩn về an toàn vệ sinh thực phẩm. Tự động hóa bóc vỏ thanh long sẽ góp phần thúc đẩy sự phát triển của ngành chế biến thanh long tại Việt Nam, tăng cường khả năng cạnh tranh trên thị trường quốc tế. Việc sử dụng PLC trong máy bóc vỏ thanh long giúp điều khiển tự động và tối ưu hóa quá trình sản xuất.

1.2. Lựa chọn phương pháp và nguyên lý hoạt động

Đồ án đã khảo sát và phân tích nhiều phương pháp bóc vỏ thanh long, bao gồm cả phương pháp thủ công và bán tự động. Qua quá trình nghiên cứu, nhóm nghiên cứu đã chọn lựa phương pháp tối ưu nhất dựa trên các tiêu chí về hiệu quả, chi phí và khả năng thực hiện. Mô hình máy bóc vỏ thanh long được thiết kế dựa trên nguyên lý kết hợp các cơ cấu cơ khí và hệ thống điều khiển tự động. Thiết kế cấu trúc máy bóc vỏ thanh long bao gồm các bộ phận chính như: hệ thống cấp liệu, cơ cấu bóc vỏ, hệ thống thu gom sản phẩm và hệ thống điều khiển. Cơ sở sản xuất máy bóc vỏ thanh long cần được xây dựng dựa trên các tiêu chuẩn kỹ thuật cao để đảm bảo chất lượng và độ bền của máy. Phân tích tải trọng và tính toán chọn động cơ là những khâu quan trọng trong quá trình thiết kế. An toàn lao động khi sử dụng máy bóc vỏ thanh long cũng được xem xét kỹ lưỡng trong quá trình thiết kế và chế tạo.

II. Chế tạo và khảo nghiệm máy bóc vỏ thanh long

Sau khi hoàn tất thiết kế, giai đoạn chế tạo máy được tiến hành. Tiến trình chế tạo máy bóc vỏ thanh long được thực hiện theo đúng bản vẽ kỹ thuật đã được phê duyệt. Vật liệu chế tạo máy bóc vỏ thanh long được lựa chọn cẩn thận sao cho phù hợp với yêu cầu kỹ thuật và chi phí. Quá trình chế tạo đòi hỏi sự chính xác cao để đảm bảo máy hoạt động hiệu quả. Sau khi chế tạo xong, máy được đưa vào thử nghiệm. Đánh giá hiệu quả máy bóc vỏ thanh long được thực hiện dựa trên các tiêu chí về năng suất, độ chính xác, hiệu quả kinh tế và an toàn lao động. Chi phí chế tạo máy bóc vỏ thanh long cần được tính toán kỹ lưỡng để đảm bảo tính khả thi của dự án. So sánh các loại máy bóc vỏ thanh long khác nhau giúp đánh giá được hiệu quả của máy được chế tạo.

2.1. Quá trình chế tạo và lắp ráp

Giai đoạn này bao gồm các công việc như gia công cơ khí, lắp ráp các bộ phận, kiểm tra và hiệu chỉnh. Bản vẽ chi tiết các bộ phận máy được sử dụng làm hướng dẫn trong quá trình chế tạo. Hình ảnh chụp thực tế quá trình chế tạo được lưu trữ để làm tư liệu tham khảo. Hệ thống điều khiển máy bóc vỏ thanh long được lập trình và kiểm tra kỹ lưỡng để đảm bảo hoạt động ổn định và chính xác. Phần mềm điều khiển máy bóc vỏ thanh long được lựa chọn phù hợp với hệ thống điều khiển. Cơ cấu kẹp, cơ cấu cắt và cơ cấu tách vỏ được lắp ráp chính xác để đảm bảo hiệu quả bóc vỏ. Việc lựa chọn vật liệu chế tạo ảnh hưởng đến độ bền và tuổi thọ của máy. Thiết kế mạch điện và sơ đồ kết nối thiết bị điện cần được thiết kế một cách logic và an toàn.

2.2. Thử nghiệm và đánh giá hiệu quả

Máy được thử nghiệm trong điều kiện thực tế để đánh giá hiệu quả hoạt động. Đánh giá hiệu quả máy bóc vỏ thanh long dựa trên các chỉ tiêu như năng suất, tỷ lệ hao hụt, độ chính xác và an toàn vệ sinh thực phẩm. Dữ liệu thu thập được được phân tích và đánh giá. Kết quả thử nghiệm được trình bày chi tiết trong báo cáo. Lợi ích sử dụng máy bóc vỏ thanh long được đánh giá dựa trên việc so sánh với phương pháp thủ công. Xu hướng phát triển máy bóc vỏ thanh long được đề xuất dựa trên kết quả nghiên cứu. Hướng dẫn sử dụng máy bóc vỏ thanh long được biên soạn để người dùng dễ dàng vận hành và bảo trì. Đồ án tốt nghiệp cung cấp những kiến thức, kinh nghiệm quý báu cho sinh viên ngành Công nghệ chế tạo máy.

III. Kết luận và kiến nghị

Đồ án đã hoàn thành mục tiêu đề ra. Máy bóc vỏ thanh long được thiết kế và chế tạo thành công. Kết quả thử nghiệm cho thấy máy hoạt động hiệu quả, đáp ứng được yêu cầu kỹ thuật. Đề tài nghiên cứu khoa học HCMUTE này đóng góp vào việc ứng dụng công nghệ trong nông nghiệp. Sinh viên HCMUTE thiết kế máy thành công chứng tỏ năng lực của sinh viên. Dự án chế tạo máy HCMUTE này có ý nghĩa thực tiễn cao.

3.1. Kết luận

Đồ án đã thành công trong việc thiết kế và chế tạo máy bóc vỏ thanh long. Máy hoạt động ổn định, năng suất cao, đảm bảo vệ sinh an toàn thực phẩm. Nghiên cứu khoa học HCMUTE này có giá trị thực tiễn lớn. Ứng dụng PLC trong hệ thống điều khiển làm tăng tính tự động hóa và hiệu quả. Thiết kế cơ khí được tối ưu hóa, giảm thiểu chi phí sản xuất. Mô hình máy bóc vỏ thanh long là sản phẩm hữu ích cho ngành chế biến nông sản. Giải pháp bóc vỏ thanh long góp phần giải quyết vấn đề lao động thủ công, nâng cao năng suất và chất lượng sản phẩm. Công nghệ chế tạo máy được ứng dụng thành công. Cơ sở lý thuyết được vận dụng hiệu quả trong thiết kế và chế tạo.

3.2. Kiến nghị

Nên tiếp tục nghiên cứu để cải tiến máy, tăng năng suất và độ chính xác hơn nữa. Cần nghiên cứu ứng dụng các công nghệ tiên tiến hơn vào thiết kế máy bóc vỏ thanh long. Hỗ trợ tài chính cho các nghiên cứu và ứng dụng công nghệ trong nông nghiệp là cần thiết. Cần có sự hợp tác giữa các trường đại học và doanh nghiệp để thúc đẩy ứng dụng công nghệ vào sản xuất. Phát triển công nghệ chế tạo máy cần được chú trọng. Chế tạo máy bóc vỏ thanh long cần được đầu tư nghiên cứu sâu hơn về kinh tế. Tự động hóa trong chế biến nông sản là xu hướng tất yếu. Thanh long là mặt hàng xuất khẩu quan trọng, cần có sự đầu tư đúng mức vào công nghệ.

Đồ án HCMUTE: Thiết kế và chế tạo máy bóc vỏ thanh long