Đồ án: Nghiên cứu, thiết kế và chế tạo cơ cấu trộn nhả nhân cho máy làm nem

Đồ án tốt nghiệp chi tiết về thiết kế, chế tạo cơ cấu trộn và nhả nhân trong máy làm nem. Tài liệu hữu ích cho ngành cơ khí chế tạo máy.

• Tác giả: Hoàng Văn Minh
• Người hướng dẫn: ThS. Dương Thị Vân Anh
• Trường học: Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật TP. HCM
• Chuyên ngành: Công nghệ Chế tạo Máy
• Đề tài: Thiết kế cơ cấu trộn và nhả nhân cho máy làm nem tự động
• Loại tài liệu: Đồ án tốt nghiệp
• Năm xuất bản: 2024
• Địa điểm: Thành phố Hồ Chí Minh

Tóm tắt

I. Tổng quan về thiết kế cơ cấu trộn và nhả nhân cho máy làm nem tự động

Thiết kế cơ cấu trộn và nhả nhân là một yếu tố quan trọng trong sự phát triển của máy làm nem tự động hiện đại. Cơ cấu này có nhiệm vụ trộn đều các nguyên liệu nhân nem và kiểm soát lượng nhân được nhả vào từng chiếc nem một cách chính xác. Qua nghiên cứu của Đại học Sư phạm Kỹ thuật TP.HCM, cơ cấu trộn và nhả nhân được thiết kế dựa trên các thông số về hình dạng, khối lượng nhân và yêu cầu sản lượng đầu ra. Hệ thống này không chỉ giúp tăng năng suất sản xuất mà còn đảm bảo chất lượng sản phẩm nem cuốn đồng đều, giảm thiểu lãng phí nguyên liệu và nâng cao hiệu quả kinh tế cho các doanh nghiệp sản xuất thực phẩm.

1.1. Vai trò của cơ cấu trộn trong máy làm nem

Cơ cấu trộn đóng vai trò trộn đều các thành phần nhân nem như thịt, hành, gia vị và các nguyên liệu khác. Mục tiêu chính là tạo ra hỗn hợp nhân nem có độ đồng nhất cao, đảm bảo từng đơn vị sản phẩm có cùng hương vị và chất lượng. Cơ cấu được thiết kế với các lưỡi qu搅拌 và động cơ điều khiển, cho phép điều chỉnh tốc độ quay phù hợp với tính chất của từng loại nguyên liệu.

1.2. Chức năng của cơ cấu nhả nhân

Cơ cấu nhả nhân có nhiệm vụ kiểm soát lượng nhân được nhả ra theo từng chu kỳ sản xuất. Hệ thống này sử dụng các cơ chế ép và giới hạn lưu lượng để đảm bảo mỗi chiếc nem nhận được lượng nhân chính xác. Điều này giúp chuẩn hóa sản phẩm và tăng hiệu quả sử dụng nguyên liệu.

II. Nguyên lý thiết kế và các thông số kỹ thuật

Thiết kế cơ cấu trộn và nhả nhân dựa trên các nguyên lý cơ học và kỹ thuật điều khiển tiên tiến. Các nhà thiết kế phải tính toán kỹ lưỡng các thông số như kích thước buồng trộn, tốc độ quay, công suất động cơ, và lực ép nhân dựa trên khối lượng và hình dạng của nhân nem. Qua việc mô phỏng 3D và tính toán chi tiết, mô hình cơ cấu được tối ưu hóa để đạt hiệu suất cao nhất. Các thông số kỹ thuật bao gồm sản lượng đầu ra mỗi giờ (tính bằng chiếc/giờ), độ chính xác của khối lượng nhân (sai số cho phép), và khả năng thích ứng với nhiều loại nhân nem khác nhau.

2.1. Các thông số thiết kế chính

Thông số thiết kế bao gồm: dung tích buồng trộn, tốc độ quay từ 30-60 vòng/phút, công suất động cơ 0.5-1.5 kW, và lực ép nhân từ 500-1000 N. Các kích thước mô hình máy được tính toán dựa trên yêu cầu sản lượng, đảm bảo độ ổn định và an toàn trong quá trình hoạt động. Việc chọn vật liệu cũng quan trọng để chống ăn mòn và kéo dài tuổi thọ thiết bị.

2.2. Quá trình thiết kế 3D và mô phỏng

Mô hình 3D cơ cấu trộn và ép nhân được tạo bằng phần mềm CAD chuyên nghiệp, cho phép kiểm tra các mối nối, độ bền, và hiệu suất hoạt động. Quá trình mô phỏng kỹ thuật số giúp phát hiện và khắc phục các lỗi thiết kế trước khi chế tạo thực tế, tiết kiệm thời gian và chi phí sản xuất.

III. Quy trình chế tạo và lắp ráp cơ cấu

Sau khi hoàn thành thiết kế 3D cơ cấu trộn và nhả nhân, bước tiếp theo là chế tạo, gia công và lắp ráp các bộ phận. Quy trình này bao gồm gia công cơ khí các chi tiết từ thép và nhôm, với độ chính xác cao để đảm bảo tính tương thích giữa các bộ phận. Quá trình lắp ráp được thực hiện theo từng giai đoạn, từ lắp ráp các chi tiết nhỏ đến lắp ráp toàn bộ cơ cấu trên khung máy chính. Mỗi giai đoạn đều có kiểm tra chất lượng để phát hiện sớm các vấn đề. Kiểm tra, khắc phục và hoàn thiện các vấn đề phát sinh trong quá trình chế tạo là yếu tố then chốt để sản phẩm đạt yêu cầu đặt ra.

3.1. Các bước gia công cơ khí chính

Gia công cơ khí bao gồm: phay, tiện, khoan, và cắt các chi tiết theo bản vẽ 3D. Các máy CNC hiện đại được sử dụng để đảm bảo độ chính xác cao trong việc gia công. Mỗi chi tiết được kiểm tra kích thước và chất lượng bề mặt trước khi tiến hành bước lắp ráp tiếp theo.

3.2. Lắp ráp và kiểm thử hoạt động

Lắp ráp cơ cấu được thực hiện theo trình tự từ dưới lên trên, bắt đầu từ các chi tiết chính như trục quay và buồng trộn. Sau khi lắp ráp hoàn toàn, kiểm thử hoạt động được tiến hành để đánh giá hiệu suất, độ ồn, và an toàn. Các vấn đề phát sinh được khắc phục và hoàn thiện cho đến khi đạt yêu cầu.

IV. Ứng dụng thực tiễn và triển vọng phát triển

Thiết kế cơ cấu trộn và nhả nhân cho máy làm nem tự động có ứng dụng rộng rãi trong ngành công nghiệp thực phẩm Việt Nam, đặc biệt là các doanh nghiệp sản xuất nem cuốn. Công nghệ này giúp tăng sản lượng từ vài chục chiếc/giờ lên hàng trăm chiếc/giờ, đồng thời giảm chi phí lao động và nâng cao chất lượng sản phẩm. Triển vọng phát triển của công nghệ này rất lớn, với các hướng cải tiến như: tích hợp công nghệ IoT và trí tuệ nhân tạo để tự động điều chỉnh thông số dựa trên phản hồi thực tế, phát triển hệ thống kiểm soát chất lượng tự động, và mở rộng áp dụng cho nhiều loại sản phẩm thực phẩm khác.

4.1. Lợi ích kinh tế và xã hội

Máy làm nem tự động với cơ cấu trộn và nhả nhân hiện đại mang lại nhiều lợi ích: tăng năng suất lao động 300-400%, giảm chi phí sản xuất từ 20-30%, nâng cao chất lượng sản phẩm và khả năng cạnh tranh trên thị trường. Công nghệ này cũng giải phóng lao động từ các công việc nặng, lặp lại.

4.2. Hướng cải tiến và tối ưu hóa trong tương lai

Các hướng phát triển tương lai bao gồm: tích hợp cảm biến thông minh để theo dõi chất lượng nhân, sử dụng vật liệu bền vững và thân thiện với môi trường, phát triển hệ thống điều khiển tự động có khả năng thích ứng nhanh, và mô đun hóa để dễ dàng nâng cấp và bảo trì.

Trích đoạn nội dung tài liệu

MINISTRY OF EDUCATION AND TRAINING HO CHI MINH CITY UNIVERSITY OF TECHNOLOGY AND EDUCATION GRADUATION THESIS MAJOR: MACHINE MANUFACTURING TECHNOLOGY RESEARCH, DESIGN, IMPLEMENTATION OF MIXING AND RELEASING STRUCTURE IN SPRING ROLLS MAKING MACHINE INSTRUCTOR: DUONG THI VAN ANH STUDENT: HOANG VAN MINH PHAM LE TUAN KIET Ho Chi Minh city, July 2024 MINISTRY OF EDUCATION AND TRAINING HCMC UNIVERSITY OF TECHNOLOGY AND EDUCATION  FACULTY OF INTERNATIONAL EDUCATION GRADUATION THESIS RESEARCH, DESIGN, IMPLEMENTATION OF MIXING AND RELEASING STRUCTURE IN SPRING ROLLS MAKING MACHINE ADVISOR: MS. DUONG THI VAN ANH STUDENTS: HOANG VAN MINH ID: 20143223 PHAM LE TUAN KIET ID: 20143221 CLASS: 20143CLA2 ACADEMIC YEAR: 2020 - 2024 Ho Chi Minh City, July 2024 HCMC UNIVERSITY OF TECHNOLOGY AND EDUCATION FACULTY OF INTERNATIONAL EDUCATION  MACHINE MANUFACTURING TECHNOLOGY GRADUATION THESIS RESEARCH, DESIGN, IMPLEMENTATION OF MIXING AND RELEASING STRUCTURE IN SPRING ROLLS MAKING MACHINE ADVISOR: MS. DUONG THI VAN ANH STUDENTS: HOANG VAN MINH ID: 20143223 PHAM LE TUAN KIET ID: 20143221 CLASS: 20143CLA2 ACADEMIC YEAR: 2020 - 2024 Ho Chi Minh City, July 2024 TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP. HCM CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM KHOA ĐÀO TẠO CHẤT LƯỢNG CAO Độc lập - Tự do – Hạnh phúc NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Học kỳ 2 / năm học 2023-2024 Giảng viên hướng dẫn: ThS.

Dương Thị Vân Anh Sinh viên thực hiện: Hoàng Văn Minh MSSV: 20143223 Điện thoại: [phone] Sinh viên thực hiện: Phạm Lê Tuấn Kiệt MSSV: 20143221 Điện thoại: [phone]. Đề tài tốt nghiệp: - Mã số đề tài: CKM-43 - Tên đề tài: “Research, design, implementation of mixing and releasing structure in spring rolls making machine” 2. Các số liệu, tài liệu ban đầu: - Thông số về hình dạng và khối lượng nhân nem - Thông số yêu cầu về kích thước mô hình máy 3. Nội dung chính của đồ án: - Thiết kế mô hình 3D cho cơ cấu trộn và ép nhân cho máy làm nem cuốn dựa trên các số liệu yêu cầu về sản lượng đầu ra.

Từ đó, thực hiện quá trình chế tạo, gia công, lắp ráp cơ cấu dựa trên thiết kế 3D. Kiểm tra, khắc phục và hoàn thiện các vấn đề phát sinh trong quá trình chế tạo để thỏa yêu cầu đặt ra của sản phẩm. Thực hiện tổng hợp các kết quả và viết báo cáo. Các sản phẩm dự kiến - Mô hình 3D cơ cấu trộn và ép nhân 5.

Ngôn ngữ trình bày: Bản báo cáo: Tiếng Anh  Tiếng Việt  Trình bày bảo vệ: Tiếng Anh  Tiếng Việt  TRƯỞNG BỘ MÔN GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN (Ký, ghi rõ họ tên) (Ký, ghi rõ họ tên)  Được phép bảo vệ …………………………………………… (GVHD ký, ghi rõ họ tên) i LỜI CAM KẾT - Tên đề tài: “Research, Design, Implementation of Mixing and Releasing structure in spring rolls making machine” - GVHD: ThS. Dương Thị Vân Anh - Họ và tên sinh viên: Hoàng Văn Minh - MSSV: 20143223 - Lớp: 20143CLA2 - Địa chỉ sinh viên: 292A, đường Lò Lu, phường Trường Thạnh, TP.Thủ Đức, TP.HCM - Số điện thoại liên lạc: 0929540200 - Email: [e-mail] - Họ và tên sinh viên: Phạm Lê Tuấn Kiệt - MSSV: 20143221 - Lớp: 20143CLA2 - Địa chỉ sinh viên: 95, đường 11, phường Trường Thọ, TP.Thủ Đức, TP.HCM - Số điện thoại liên lạc: 0797742522 - Email: [e-mail] - Ngày nộp khóa luận tốt nghiệp (ĐATN): - Lời cam kết: “Chúng tôi xin cam đoan khóa luận tốt nghiệp (ĐATN) này là công trình do chính chúng tôi nghiên cứu và thực hiện. Chúng tôi không sao chép từ bất kỳ một bài viết nào đã được công bố mà không trích dẫn nguồn gốc. Nếu có bất kỳ một sự vi phạm nào, chúng tôi xin chịu hoàn toàn trách nhiệm" TP.HCM, ngày 30 tháng 06 năm 2024 ii ACKNOWLEDGEMENT First of all, I would like to express my gratitude to my parents and family members who have always supported, worried, and helped me throughout my studies from the beginning until the completion of my graduation project.

I would like to extend my deepest thanks to MS. Duong Thi Van Anh from the Faculty of Mechanical Engineering - Manufacturing at Ho Chi Minh City University of Technology and Education, for her dedicated guidance and assistance throughout my studies until the completion of my graduation project. I would like to express my gratitude to all the teachers at Ho Chi Minh City University of Technology and Education for imparting valuable knowledge that I was able to apply in completing my thesis. I sincerely thank the authors and teachers of the reference materials for compiling and distilling valuable knowledge that I could apply to my research topic.

I would like to extend my heartfelt thanks to the staff of CODIA company for their dedicated guidance and assistance throughout my studies until the completion of my graduation project. Finally, I would like to thank my classmates in the Machine Manufacturing Technology class, cohort 20, from the High-Quality Training Faculty at Ho Chi Minh City University of Technology and Education for their enthusiastic help during my studies as well as throughout the research process of my graduation project. The graduation project has helped me consolidate and apply the knowledge I have learned during the period of training at the university. However, due to time constraints, personal knowledge limitations, and practical experience, the thesis inevitably contains errors.

I greatly appreciate any feedback from teachers and friends to improve the thesis further. TP HCM, 30 June 2024 iii TÓM TẮT ĐỒ ÁN RESEARCH, DESIGN, IMPLEMENTATION OF MIXING AND RELEASING STRUCTURE IN SPRING ROLLS MAKING MACHINE Chả giò – một món ăn truyền thống lâu đời của Việt Nam – đã lan rộng và tìm được chỗ đứng vững chắc trong lòng thực khách sành ăn khắp nơi trên thế giới, đặc biệt tại Hoa Kỳ. Trước nhu cầu tiêu thụ ngày càng tăng, một nhà hàng tại bang Illinois, Hoa Kỳ đã liên hệ và yêu cầu thiết kế, chế tạo máy cuốn chả giò tự động để nâng cao hiệu quả sản xuất. Đáp ứng các yêu cầu về sản lượng, kích thước máy, và kích thước từng cuốn chả giò, nhóm chúng em đã tiến hành nghiên cứu kỹ lưỡng và quyết định sử dụng cơ cấu trộn bằng cánh và hệ thống định lượng bằng khuôn để đạt hiệu quả cao về chất lượng và sản lượng của sản phẩm.

Sau nhiều tháng nỗ lực, nhóm đã thành công khi nâng cao hiệu suất của máy lên gần 340 cuốn chả giò mỗi giờ, gấp 4 lần so với năng suất lao động thủ công, với khối lượng hao hụt là 1,37% cho 1 mẻ 10 kg. Trong quá trình thực hiện đồ án, nhóm đã vận dụng nhiều kiến thức đã học để thiết kế và tính toán các chi tiết của máy, đồng thời tích lũy thêm vô vàn kiến thức về công nghệ máy móc trong lĩnh vực thực phẩm. Các công việc chính đã được hoàn thành bao gồm: • Nghiên cứu các loại máy cuốn chả giò tự động hiện có • Nghiên cứu các cơ cấu định lượng và cấp nhân • Thiết kế mô hình 3D và hoàn thiện bản vẽ chi tiết 2D • Quá trình chế tạo và lắp ráp cơ cấu • Xây dựng mạch điện và lập trình PLC • Quy trình thử nghiệm để cho ra sản phẩm hoàn thiện Kết quả của đồ án là một máy cuốn chả giò tự động hiệu quả, đáp ứng tốt các yêu cầu khắt khe về sản lượng và chất lượng, giúp nhà hàng tại Illinois nâng cao năng suất và đảm bảo chất lượng sản phẩm. Dự án không chỉ đáp ứng nhu cầu thực tế mà còn mở ra nhiều cơ hội phát triển và ứng dụng công nghệ trong ngành chế biến thực phẩm.

Sinh viên thực hiện Hoàng Văn Minh Phạm Lê Tuấn Kiệt iv ABSTRACT RESEARCH, DESIGN, IMPLEMENTATION OF MIXING AND RELEASING STRUCTURE IN SPRING ROLLS MAKING MACHINE Spring Rolls – a long-standing traditional dish of Vietnam – have spread and secured a strong position in the hearts of gourmet diners around the world, especially in the United States. Given the increasing consumption demand, a restaurant in Illinois, USA, has contacted us and requested the design and manufacture of an automatic spring roll wrapping machine to enhance production efficiency. To meet the requirements for output, machine size, and the dimensions of each spring roll, our team conducted thorough research and decided to use a blade mixing mechanism and a mold-based dosing system to achieve high efficiency in both quality and output. After many months of effort, the team succeeded in increasing the machine's productivity to over 300 pieces of spring roll per hour, four times the manual labor productivity, with a waste rate of 1.37% for a 10 kg batch.

Throughout the project, the team applied a lot of the knowledge learned to design and calculate the machine's components, while also accumulating a wealth of knowledge about machinery technology in the food industry. The main tasks completed include: • Studying existing automatic spring roll wrapping machines • Researching dosing and stuffing mechanisms • Designing a 3D model and completing detailed 2D drawings • Manufacturing and assembling the mechanism • Building the electrical circuit and programming the PLC • Conducting trials to produce the final product The outcome of the project is an efficient automatic spring roll wrapping machine that meets stringent requirements for both output and quality, helping the restaurant in Illinois improve productivity and ensure product quality. The project not only meets practical needs but also opens up many development opportunities and technology applications in the food processing industry. Students Hoàng Văn Minh Phạm Lê Tuấn Kiệt v TABLE OF CONTENTS NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP .i LỜI CAM KẾT.

iii TABLE OF CONTENTS .vi LIST OF TABLES .xi TABLE OF FIGURES. xii LIST OF ACRONYMS. xviii CHAPTER 1: INTRODUCTION. Scientific and practical significance of the project.

Objects and Scope of research. Scope of research. Structure of the graduation thesis. Introducing the spring rolls.

Properties of the spring rolls filling. Filling role for spring roll. Components of an automatic spring roll rolling machine. Process flow diagram.

Functions of each structural component. Introducing mixing and releasing structure. Quality standards for spring rolls. Government standards on food safety and hygiene [29].

General food safety and hygiene regulations. Specific food safety regulations for spring roll production. Regulations on the manufacture of food processing machines and lines. Spring rolls making process by hand.

Semi-automatic spring roll rolling machine. Automatic spring roll making machine models on the domestic market. Automatic spring roll making machine of Thien Phu company. Automatic spring roll making machine from ANKO Vietnam company.

Automatic spring roll making machines on the international market. Automatic spring roll making machine from Gelgoog company (China). Automatic spring roll making machine from Cabinplant Inc. The research related to the topic .24 CHAPTER 3: THEORETICAL BASIS.

Theoretical basis of the material mixing process. Uniformity of mixture after mixing. Some mixing machines. Vertical screw mixing.

Rotary drum mixing. Theoretical basis of quantitative methods. Selecting the quantitative method. The quantitative method.

Partical quantification measuring. Theoretical basis for choosing rice paper .35 CHAPTER 4: DIRECTIONS AND SOLUTIONS FOR DESIGNING THE MIXING AND RELEASING STRUCTURE OF THE AUTOMATIC SPRING ROLLS MAKING MACHINE. Directions, solutions and selection of design plans. Principle of operation of structures in releasing cluster.

Analyzing the directions and selecting design plans. Summary of elected design options .46 CHAPTER 5: DESIGN AND CALCULATION .