Nghiên cứu thiết kế và chế tạo máy đóng gói mía chuyên dụng

• Tác giả: Tạ Thanh Phát
• Người hướng dẫn: TS. Trần Vi Đô
• Trường học: Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Thành phố Hồ Chí Minh
• Chuyên ngành: Công nghệ Kỹ thuật Cơ điện tử
• Đề tài: Nghiên cứu, thiết kế, chế tạo máy đóng gói mía
• Loại tài liệu: đồ án tốt nghiệp
• Năm xuất bản: 2024
• Địa điểm: Thành phố Hồ Chí Minh

• LỜI CAM KẾT
• LỜI CẢM ƠN
• 1. CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU
• 1.1. Tính cấp thiết của đề tài
• 1.2. Ý nghĩa khoa học và ứng dụng thực tiễn của đề tài
• 1.3. Mục tiêu nghiên cứu đề tài
• 1.4. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu đề tài
• 1.4.1. Đối tượng nghiên cứu
• 1.4.2. Phạm vi nghiên cứu đề tài
• 1.5. Phương pháp nghiên cứu
• 1.6. Kết cấu của ĐATN
• 2. CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU ĐỀ TÀI
• 2.1. Giới thiệu về cây mía
• 2.2. Nghiên cứu tình hình trong nước
• 2.3. Nghiên cứu tình hình ngoài nước
• 3. CHƯƠNG 3: CƠ SỞ LÝ THUYẾT
• 3.1. Tổng quan về PLC Mitsubishi FX5U-64MT/ES
• 3.2. Tổng quan về Driver Servo Motor
• 3.3. Tổng quan về Encoder
• 3.3.1. Khái niệm vê Encoder
• 3.3.2. Phân loại Encoder
• 3.4. Tổng quan về cơ cấu vít me
• 3.4.1. Cơ cấu nâng hạ bằng vít me
• 3.4.2. Đặc điểm cơ cấu vít me nâng hạ
• 3.4.3. Kết cấu và nguyên lý bộ nâng hạ vít me
• 3.4.4. Phân loại cơ cấu nâng hạ
• 3.4.5. Ứng dụng cơ cấu nâng hạ bằng vit me
• 3.5. Tổng quan cơ cấu thanh trượt
• 3.5.1. Ưu điểm của thanh trượt
• 3.5.2. Nhược điểm của thanh trượt
• 4. CHƯƠNG 4: PHƯƠNG PHÁP VÀ CÁC GIẢI PHÁP HỆ THỐNG
• 4.1. Yêu cầu đề tài
• 4.2. Phương hướng và giải pháp thực hiện
• 4.3. Lựa chọn phương án
• 4.4. Trình tự công việc tiến hành
• 5. CHƯƠNG 5: TÍNH TOÁN, THIẾT KẾ HỆ THỐNG
• 5.1. Tổng quan về hệ thống
• 5.2. Sơ đồ khối của hệ thống
• 5.3. Nguyên lý hoạt động của hệ thống
• 5.4. Tính toán, thiết kế cơ khí
• 5.4.1. Sơ đồ khối phần cơ khí
• 5.4.2. Băng tải vào mía
• 5.4.3. Khung nâng hạ thùng
• 5.4.4. Xy lanh băng tải cấp mía, bàn xếp
• 5.4.5. Xy lanh đẩy mía vào thùng
• 5.5. Tính toán chọn động cơ và bộ truyền động
• 5.5.1. Lựa chọn bộ truyền động
• 5.5.2. Tính toán lựa động cơ cho băng tải
• 5.5.3. Tính toán lựa chọn Vít me
• 5.5.4. Tính toán lựa chọn động cơ cho bộ nâng hạ Vít me
• 5.6. Tính toán thiết kế hệ thống điện
• 5.6.1. Thiết bị bảo vệ MCB
• 5.6.2. Nguồn tín hiệu 24VDC
• 5.6.3. Khối điều khiển
• 5.6.3.1. Bộ điều khiển PLC
• 5.6.3.2. Bộ điều khiển Driver AC Servo
• 5.6.4. Valve điện từ khí nén
• 6. CHƯƠNG 6: THIẾT KẾ ĐIỀU KHIỂN
• 6.1. Lưu đồ giải thuật của hệ thống
• 6.2. Lưu đồ giải thuật về quy trình Calibration
• 6.3. Lưu đồ giải thuật về quy trình chạy hệ thống
• 6.4. Quy trình tính chiều dài mía
• 6.5. Quy trình bàn xếp mía
• 6.6. Quy trình khung nâng hạ thùng
• 7. CHƯƠNG 7: CHẾ TẠO THỬ NGHIỆM, ĐÁNH GIÁ
• 7.1. Thi công mô hình
• 7.2. Thiết kế băng tải
• 7.3. Thiết kế bàn xếp mía
• 7.4. Thiết kế khung nâng hạ thùng
• 7.5. Thiết kế tủ điện
• 7.6. Kết quả thử nghiệm
• 7.6.1. Đo kích thước của mía
• 7.6.2. Hướng dẫn vận hành máy
• KẾT LUẬN – HƯỚNG PHÁT TRIỂN
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

I. Giới thiệu

Đề tài 'Nghiên cứu, thiết kế, chế tạo máy đóng gói mía' được thực hiện nhằm giải quyết các vấn đề trong quy trình đóng gói mía hiện nay. Việc sử dụng sức lao động trong đóng gói mía dẫn đến nhiều bất cập như chi phí cao và ảnh hưởng đến vệ sinh an toàn thực phẩm. Máy đóng gói mía tự động sẽ giúp giảm thiểu những vấn đề này, đồng thời nâng cao năng suất và chất lượng sản phẩm. Đề tài không chỉ mang lại lợi ích kinh tế mà còn góp phần vào việc hiện đại hóa ngành nông nghiệp.

1.1. Tính cấp thiết của đề tài

Cây mía là một trong những cây trồng chủ lực của Việt Nam, với sản lượng lớn và nhu cầu tiêu thụ cao. Tuy nhiên, quy trình đóng gói hiện tại chủ yếu dựa vào sức lao động, dẫn đến chi phí cao và hiệu quả thấp. Việc áp dụng công nghệ đóng gói mía tự động sẽ giúp giảm thiểu chi phí, tăng năng suất và đảm bảo vệ sinh an toàn thực phẩm. Đề tài này không chỉ có ý nghĩa thực tiễn mà còn có giá trị khoa học cao.

1.2. Mục tiêu nghiên cứu

Mục tiêu chính của đề tài là thiết kế và chế tạo một máy đóng gói mía tự động, có khả năng đóng gói mía với kích thước cố định và số lượng chính xác. Đề tài hướng tới việc tối ưu hóa quy trình sản xuất, giảm thiểu chi phí nhân công và nâng cao chất lượng sản phẩm. Việc áp dụng công nghệ tự động hóa sẽ giúp tăng cường hiệu quả sản xuất và đáp ứng nhu cầu thị trường.

II. Tổng quan nghiên cứu

Nghiên cứu về máy đóng gói mía đã được thực hiện ở nhiều quốc gia, với nhiều phương pháp và công nghệ khác nhau. Các nghiên cứu này cho thấy việc áp dụng công nghệ đóng gói tự động không chỉ giúp tiết kiệm thời gian mà còn nâng cao độ chính xác trong quy trình đóng gói. Đặc biệt, việc sử dụng PLC và Driver Servo trong thiết kế máy đóng gói mía sẽ giúp cải thiện hiệu suất và độ tin cậy của hệ thống.

2.1. Giới thiệu về cây mía

Cây mía (Saccharum officinarum) là một loại cây trồng quan trọng trong ngành nông nghiệp, với nhiều ứng dụng trong sản xuất đường và các sản phẩm khác. Cây mía có khả năng sinh trưởng tốt trong điều kiện khí hậu nhiệt đới, và sản lượng mía của Việt Nam đạt khoảng 12 triệu tấn mỗi năm. Việc nghiên cứu và phát triển máy đóng gói mía sẽ góp phần nâng cao giá trị kinh tế của cây mía.

2.2. Tình hình nghiên cứu trong và ngoài nước

Nhiều nghiên cứu đã chỉ ra rằng việc áp dụng công nghệ đóng gói mía tự động đã được triển khai thành công ở nhiều quốc gia. Các công nghệ này không chỉ giúp tiết kiệm chi phí mà còn nâng cao chất lượng sản phẩm. Việc nghiên cứu và phát triển máy đóng gói tự động cho cây mía là cần thiết để đáp ứng nhu cầu ngày càng cao của thị trường.

III. Thiết kế và chế tạo máy đóng gói

Quá trình thiết kế và chế tạo máy đóng gói mía bao gồm nhiều bước quan trọng, từ việc thu thập thông tin, thiết kế mô hình, đến việc thử nghiệm và đánh giá. Sử dụng PLC và Driver Servo trong thiết kế giúp tối ưu hóa quy trình hoạt động của máy, đảm bảo độ chính xác và hiệu suất cao. Các sản phẩm dự kiến bao gồm băng tải cấp mía, bàn xếp mía và khung nâng hạ thùng mía.

3.1. Thiết kế hệ thống

Thiết kế hệ thống máy đóng gói mía được thực hiện dựa trên các tiêu chí về kích thước, độ chính xác và hiệu suất. Hệ thống sử dụng băng tải để vận chuyển mía, kết hợp với encoder để tính toán chiều dài và vị trí của mía. Việc lắp đặt các thiết bị như motor AC Servo và xy lanh giúp đảm bảo quy trình đóng gói diễn ra một cách tự động và hiệu quả.

3.2. Chế tạo và thử nghiệm

Sau khi hoàn thành thiết kế, quá trình chế tạo máy đóng gói mía được tiến hành. Các bộ phận của máy được lắp ráp và kiểm tra kỹ lưỡng để đảm bảo hoạt động ổn định. Thử nghiệm máy cho thấy thời gian một chu trình hoạt động là khoảng 35 giây, với độ chính xác cao trong việc đóng gói mía. Kết quả này cho thấy giải pháp đóng gói mía tự động có khả năng nâng cao năng suất sản xuất.

IV. Kết luận và hướng phát triển

Đề tài 'Nghiên cứu, thiết kế, chế tạo máy đóng gói mía' đã đạt được những kết quả khả quan, góp phần nâng cao hiệu quả trong quy trình đóng gói mía. Việc áp dụng công nghệ tự động hóa không chỉ giúp giảm chi phí mà còn đảm bảo chất lượng sản phẩm. Hướng phát triển tiếp theo có thể là mở rộng quy mô sản xuất và cải tiến thêm các tính năng của máy để đáp ứng nhu cầu thị trường.

4.1. Đánh giá kết quả

Kết quả đạt được từ đề tài cho thấy máy đóng gói mía tự động có khả năng hoạt động hiệu quả, với thời gian đóng gói nhanh và độ chính xác cao. Việc áp dụng công nghệ hiện đại trong quy trình sản xuất sẽ giúp nâng cao năng suất và chất lượng sản phẩm, đồng thời giảm thiểu chi phí sản xuất.

4.2. Hướng phát triển trong tương lai

Trong tương lai, cần tiếp tục nghiên cứu và phát triển các giải pháp công nghệ mới để cải thiện hiệu suất của máy đóng gói mía. Việc tích hợp thêm các công nghệ như IoT và AI có thể giúp tối ưu hóa quy trình sản xuất, nâng cao khả năng tự động hóa và đáp ứng nhanh chóng nhu cầu của thị trường.