Đồ án HCMUTE: Thiết kế và chế tạo máy cán cắt sợi bánh canh

Đồ án nghiên cứu hcmute thiết kế và chế tạo máy cán cắt sợi bánh canh, thiết kế chi tiết, tính toán kỹ thuật theo tiêu chuẩn, đánh giá tính khả thi dự án.

• Tác giả: Cao Tín
• Người hướng dẫn: PGS.TS Nguyễn Trường Thịnh
• Trường học: Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật TP. Hồ Chí Minh
• Chuyên ngành: Công Nghệ Chế Tạo Máy
• Đề tài: Thiết Kế Và Chế Tạo Máy Cán, Cắt Sợi Bánh Canh
• Loại tài liệu: đồ án tốt nghiệp
• Năm xuất bản: 2016
• Địa điểm: Thành Phố Hồ Chí Minh

Mục lục chi tiết

• LỜI CAM ĐOAN
• LỜI CẢM ƠN
• 1. CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU
• 2. CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI
• 3. CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG

Tóm tắt

I. Giới thiệu về đề tài Thiết kế máy cán cắt sợi bánh canh tại HCMUTE

Đề tài tốt nghiệp Thiết kế và chế tạo máy cán, cắt sợi bánh canh tại trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật TP. Hồ Chí Minh (HCMUTE) tập trung giải quyết vấn đề sản xuất sợi bánh canh hiệu quả hơn. Đề tài xuất phát từ thực tế nhu cầu sử dụng bánh canh cao của người Việt Nam, song quy trình truyền thống tốn nhiều công sức và khó đảm bảo vệ sinh an toàn thực phẩm. Đề tài hướng đến việc thiết kế và chế tạo một máy cán, cắt sợi bánh canh tự động với năng suất cao, giá thành hợp lý và đảm bảo chất lượng sản phẩm. Ngành cơ khí chế tạo máy HCMUTE đóng vai trò quan trọng trong việc hỗ trợ nghiên cứu và hoàn thiện sản phẩm. Mục tiêu chính là tạo ra một giải pháp công nghiệp hóa quy trình sản xuất bánh canh, khắc phục nhược điểm của phương pháp thủ công truyền thống. Đây là một dự án tốt nghiệp chế tạo máy HCMUTE có ý nghĩa thực tiễn cao, góp phần vào sự phát triển của ngành công nghiệp thực phẩm Việt Nam.

1.1 Nhu cầu thực tế và đặt vấn đề

Bài toán đặt ra là làm sao để cung cấp số lượng lớn sợi bánh canh với giá thành thấp mà vẫn đảm bảo chất lượng, vệ sinh an toàn thực phẩm. Các thiết bị hiện tại chưa đáp ứng đủ nhu cầu này. Máy cán sợi bánh canh HCMUTE được thiết kế nhằm mục đích giải quyết bài toán này. Đề tài tập trung vào việc khảo sát, nghiên cứu các hệ thống hiện có trong và ngoài nước để khắc phục nhược điểm, thiết kế một sản phẩm tối ưu về công dụng và giá thành. Thiết kế máy chế biến thực phẩm HCMUTE nói chung và thiết kế máy cán cắt sợi bánh canh nói riêng đòi hỏi sự nghiên cứu kỹ lưỡng về công nghệ và tính khả thi. Một trong những mục tiêu quan trọng là đảm bảo sợi bánh canh làm ra có chất lượng tương đương với sợi bánh canh làm thủ công truyền thống về hình thức và chất lượng. Nghiên cứu khoa học HCMUTE hỗ trợ việc này thông qua việc cung cấp cơ sở dữ liệu và hướng dẫn chuyên môn.

1.2 Mục tiêu nghiên cứu

Mục tiêu chính của dự án tốt nghiệp chế tạo máy HCMUTE này là chế tạo thành công một máy cán, cắt sợi bánh canh tự động với công suất 12kg bột/giờ. Máy cần có kích thước nhỏ gọn (dự kiến 500x700x400 mm), trọng lượng nhẹ (dự kiến 20kg) và giá thành thấp (dưới 12 triệu đồng). Thiết kế máy móc tự động hóa HCMUTE đóng vai trò quan trọng trong việc đạt được mục tiêu này. Chất lượng sợi bánh canh cần tương đương với phương pháp truyền thống. Đề tài cũng hướng đến việc nghiên cứu và thiết kế các cơ cấu chính của máy, bao gồm: cơ cấu cán lặp (cán nhiều lần bằng một cặp trục cán), cơ cấu cắt bột dạng tấm thành sợi, và hệ thống tách sản phẩm và băng tải. Việc lựa chọn động cơ máy cán sợi cũng được tính toán kỹ lưỡng để đảm bảo hiệu quả và tiết kiệm năng lượng. An toàn lao động máy cán sợi cũng là một yếu tố quan trọng được xem xét trong quá trình thiết kế.

II. Phân tích thiết kế và chế tạo máy cán cắt sợi bánh canh

Phần này trình bày chi tiết quá trình thiết kế và chế tạo máy. Thiết kế CAD/CAM máy cán sợi được sử dụng để tạo ra mô hình 3D và bản vẽ kỹ thuật. Phần mềm thiết kế máy móc như Solidworks 2013 và Auto CAD 2007 được sử dụng trong quá trình này. Các tính toán kỹ thuật được thực hiện để xác định các thông số chính của máy, bao gồm đường kính trục cán, lực cán, kích thước dao cắt, và vận tốc băng tải. Tính toán thiết kế máy cán sợi dựa trên các nguyên lý cơ học và công nghệ chế tạo máy. Bài toán thiết kế máy cán sợi bao gồm nhiều khía cạnh, từ việc lựa chọn vật liệu đến quá trình gia công. Vật liệu chế tạo máy cán sợi cần đảm bảo độ bền, khả năng chống mài mòn và an toàn vệ sinh thực phẩm. Quá trình gia công cơ khí bao gồm phay, tiện, khoan... được thực hiện để tạo ra các bộ phận của máy.

2.1 Thiết kế trục cán

Thiết kế trục cán là phần quan trọng nhất của máy. Các tính toán được thực hiện dựa trên các công thức và tiêu chuẩn kỹ thuật. Việc xác định đường kính trục cán, lực cán, độ dài bề mặt làm việc, và kiểm nghiệm độ bền là những bước cần thiết. Lựa chọn động cơ cũng được cân nhắc để đảm bảo hiệu suất làm việc của máy. Các thông số được tính toán sao cho phù hợp với công suất yêu cầu (12kg bột/giờ). Giải pháp thiết kế máy cán sợi cần tối ưu hóa lực cán để đạt được độ mịn và dai của bột như mong muốn mà không làm hư hỏng trục cán. An toàn lao động máy cán sợi được đảm bảo bằng việc thiết kế các bộ phận an toàn và hướng dẫn vận hành an toàn.

2.2 Thiết kế dao cắt

Thiết kế dao cắt ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng sợi bánh canh. Các thông số như góc cắt, khe hở giữa dao và trục cán, và vật liệu làm dao được tính toán cẩn thận. Vật liệu chế tạo dao cắt (Inox 304) được lựa chọn để đảm bảo độ bền, khả năng chống mài mòn và an toàn vệ sinh thực phẩm. Tính toán lực cắt giúp xác định kích thước và hình dạng dao cắt sao cho phù hợp với công suất và chất lượng sợi bánh canh mong muốn. Giải pháp thiết kế máy cắt sợi tập trung vào việc tạo ra các sợi bánh canh đều nhau, không bị gãy vụn trong quá trình cắt. An toàn lao động máy cắt sợi cũng là một yếu tố được xem xét để đảm bảo an toàn cho người vận hành.

2.3 Thiết kế băng tải

Thiết kế băng tải đảm bảo việc vận chuyển sợi bánh canh sau khi cắt. Diện tích mặt cắt ngang của dòng chảy vật liệu, vận tốc băng tải được tính toán dựa trên công suất yêu cầu và đặc tính của sợi bánh canh. Lựa chọn băng tải phù hợp giúp đảm bảo việc vận chuyển êm ái, không làm gãy hoặc hư hỏng sợi bánh canh. Giải pháp thiết kế băng tải cần đảm bảo sự vận hành trơn tru và không làm gián đoạn quá trình sản xuất. Chi phí sản xuất máy cán sợi cần được tối ưu hóa nhưng vẫn đảm bảo chất lượng và độ bền của toàn bộ hệ thống.

III. Kết luận và ứng dụng thực tiễn

Đề tài đã hoàn thành việc thiết kế máy cán cắt sợi bánh canh, cung cấp một giải pháp công nghệ cho sản xuất bánh canh hiện đại. Máy cán cắt sợi bánh canh công nghiệp này có nhiều ưu điểm so với phương pháp thủ công truyền thống như năng suất cao, đảm bảo vệ sinh an toàn thực phẩm, và giảm thiểu nhân công. Tuy nhiên, đề tài cũng chỉ ra một số nhược điểm cần khắc phục trong tương lai như công suất cắt còn thấp, và sản phẩm chỉ công nghiệp hóa được hai trong ba quy trình làm sợi bánh canh. Công nghệ chế biến bánh canh vẫn còn nhiều tiềm năng phát triển.

3.1 Giá trị và ứng dụng

Đề tài có giá trị thực tiễn cao. Máy cán cắt sợi bánh canh này có thể được ứng dụng rộng rãi trong các cơ sở sản xuất bánh canh quy mô vừa và nhỏ. Việc sử dụng máy giúp tăng năng suất, giảm chi phí sản xuất, và nâng cao chất lượng sản phẩm. Cơ khí chính xác HCMUTE đóng góp đáng kể vào việc chế tạo máy móc chất lượng cao. Đề tài cũng có giá trị tham khảo cho các nghiên cứu về cơ khí chế tạo máy và công nghệ chế biến thực phẩm. Doanh nghiệp sản xuất bánh canh có thể sử dụng kết quả nghiên cứu này để cải tiến quy trình sản xuất của mình.

3.2 Hạn chế và hướng phát triển

Đề tài được thực hiện trong thời gian ngắn nên còn một số hạn chế. Công suất máy cần được cải thiện. Việc tự động hóa toàn bộ quy trình sản xuất bánh canh cần được nghiên cứu thêm. Cơ cấu cán lặp và cơ cấu cắt sợi cần được tối ưu hóa hơn nữa. Nghiên cứu khoa học HCMUTE có thể hỗ trợ trong việc tìm kiếm giải pháp cải tiến. Việc nghiên cứu về cơ khí chính xác và ứng dụng PLC trong thiết kế máy cũng là hướng phát triển quan trọng trong tương lai. Thị trường bánh canh đang phát triển, do đó nhu cầu về máy móc hiện đại sẽ ngày càng tăng cao.

Trích đoạn nội dung tài liệu

đặt vấn đề: Dựa vào thói quen thích sử dụng bánh vanh của người Việt Nam và sự khó nhọc trong quy trình chế biến sợi bánh canh truyền thống đã đặt ra bài toán làm sao để có thể cung cấp một lượng sợi bánh canh lớn với giá thành rẻ mà không phải nhọc công chế biến? Những thiết bị hiện tại đã tối ưu và đáp ứng đủ nhu cầu đó chưa? Chính điều đó đã thôi thúc nhóm chúng tôi nghiên cứu và giải quyết đề tài này. Nội dung chính của đồ án: - Khảo sát và nghiên cứu các hệ thống đã có ở trong và ngoài nước để từ đó khắc phục các nhược điểm của hệ thống và thiết kế ra một sản phẩm tối ưu về công dụng và giá thành. - Chế tạo máy làm sợi bánh canh dựa vào bản thiết kế. Sản phẩm dự kiến - Máy làm sợi bánh canh công suất cán, cắt 12kg bột/giờ.

- Sợi bánh canh làm ra bằng máy giống với sợi bánh canh được làm theo hình thức truyền thống về hình thức và chất lượng. Ngày giao đồ án: 15/04/2016 Ngày nộp đồ án: 15/08/2016 TRƢỞNG BỘ MÔN GIẢNG VIÊN HƢỚNG DẪN (Ký, ghi rõ họ tên) (Ký, ghi rõ họ tên)  Được phép bảo vệ ………………………………………… (GVHD ký, ghi rõ họ tên) do an CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự do – Hạnh phúc ----***---- PHIẾU NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƢỚNG DẪN Họ và tên Sinh viên:CAO TÍN MSSV: 12143217 HỒ CÔNG HIỂN MSSV: 12143057 PHAN TRỌNG HIẾU MSSV: 12143066 Ngành: CÔNG NGHỆ CHẾT TẠO MÁY. Tên đề tài: “THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO MÁY CÁN CẮT SỢI BÁNH CANH” Họ và tên Giáo viên hướng dẫn : PGS.TS NGUYỄN TRƢỜNG THỊNH NHẬN XÉT 1. Về nội dung đề tài & khối lượng thực hiện:.

Đề nghị cho bảo vệ hay không?. Đánh giá loại:. Hồ Chí Minh, ngày tháng năm 2016 do an CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự do – Hạnh phúc ----***---- PHIẾU NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN Họ và tên Sinh viên: CAO TÍN MSSV: 12143217 HỒ CÔNG HIỂN MSSV: 12143057 PHAN TRỌNG HIẾU MSSV: 12143066 Ngành: CÔNG NGHỆ CHẾT TẠO MÁY. Tên đề tài: “THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO MÁY CÁN CẮT SỢI BÁNH CANH” Họ và tên Giáo viên hướng dẫn : PGS.TS NGUYỄN TRƢỜNG THỊNH NHẬN XÉT 1.

Về nội dung đề tài & khối lượng thực hiện:. Đề nghị cho bảo vệ hay không?. Đánh giá loại:. Hồ Chí Minh, ngày tháng năm 2016 do an LỜI CAM KẾT Tên đề tài: THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO MÁY CÁN CẮT SỢI BÁNH CANH GVHD: PGS.TS NGUYỄN TRƢỜNG THỊNH Họ tên sinh viên: CAO TÍN MSSV: 12143217 Lớp: 121431A Số điện thoại liên lạc: 08 68990467 Địa chỉ sinh viên: Xã Hành Thịnh – Huyện Nghĩa Hành - Tỉnh Quảng Ngãi Email: [e-mail] Họ tên sinh viên: HỒ CÔNG HIỂN MSSV:12143057 Lớp: 121431A Số điện thoại liên lạc: 0166 644 9255 Địa chỉ sinh viên: Xã Bình Thuận – Huyện Tây Sơn – Tỉnh Bình Định.vn Họ tên sinh viên: PHAN TRỌNG HIẾU MSSV: 12143066 Lớp: 121431D Số điện thoại liên lạc: 0164 287 6164 Địa chỉ sinh viên: Xã Đức Minh – Huyện ĐăkMil – Tỉnh Đăk Nông Email: [e-mail] Ngày nộp khoá luận tốt nghiệp (ĐATN): Lời cam kết: “Nhóm thực hiện đồ án xin cam đoan khoá luận tốt nghiệp (ĐATN) này là công trình do nhóm nghiên cứu và thực hiện.Nhóm 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, nhóm xin chịu hoàn toàn trách nhiệm”. Hồ Chí Minh, ngày …. năm 2016 Ký tên do an LỜI CẢM ƠN  Để hoàn thành được đồ án tốt nghiệp này, nhóm thực hiện xin chân thành cảm ơn các thầy cô, các anh chị em đã hướng dẫn, tạo điều kiện và hỗ trợ nhóm trong quá trình thực hiện đề tài. Đặc biệt, nhóm xin gửi lời cảm ơn đến thầy Nguyễn Trường Thịnh – PGS.TS đồng thời là trưởng khoa Cơ Khí Máy trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật TP.HCM đã hướng dẫn tận tình, nhắc nhở và động viên tinh thần cho nhóm những lúc khó khăn.

Đề tài này nhóm vừa thiết kế và vừa chế tạo trong thời gian ngắn nên sẽ khó tránh khỏi những sai sót, kính mong quý thầy cô, bạn đọc thông cảm và nhiệt tình góp ý để nhóm có thể hoàn thành tốt hơn trong những lần sau. Một lần nữa, xin chân thành cảm ơn bạn đọc đã quan tâm! Tp. năm 2016 NHÓM THỰC HIỆN do an TÓM TẮT ĐỒ ÁN THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO MÁY CÁN CẮT SỢI BÁNH CANH I. Cơ sở thiết kế : Dựa trên nguyên lý tạo nên sợi bánh canh truyền thống và các máy làm sợi bánh canh đã có trên thị trường, nhóm đã phân tích ưu, nhược điểm từ đó đưa ra ý tưởng cải tiến để tiến hành chế tạo máy cán, cắt bột bánh canh mới mà vẫn đảm bảo được chất lượng sản phẩm.

Máy cán, cắt bột bánh canh của nhóm được thực hiện dựa trên ý tưởng cải tiến phương pháp sản xuất bánh canh đang được sử dụng hiện nay, đó là : - Chỉ sử dụng 1 cặp trục cán để cán bột nhiều lần thay vì cán bột qua nhiều cặp trục liên tiếp nhau. - Cắt sợi bột trực tiếp trên trục thay vì phải cho tấm bột cán qua 1 cặp trục có các rãnh ăn khớp nhau. Máy gồm 2 bộ phận chính là: Bộ phận cán mịn bột và Bộ phận cắt sợi.  Sơ đồ mô tả các bộ phận: (1) : Động cơ (2): Băng tải (3) : Trục dẫn băng tải (4) : Cặp trục cán (5) : Lưỡi cắt (6) : Lò xo kéo (7): Thanh đỡ lưỡi cắt Hình 1: Sơ đồ nguyên lý máy làm sợi Bánh Canh do an II.

Nguyên lí hoạt động : - Cặp trục cán (4) được truyền động từ động cơ bằng hệ thống bánh răng thông qua bánh răng của trục dẫn băng tải (3) - Bột sau khi nhào được cho vào khe hở giữa hai trục (4) để cán. - Nhờ tính bám dính của bột lên bề mặt trục (4) mà bột sau khi cán qua sẽ được đưa về để cán tiếp, bột sẽ được cán nhiều lần. - Quá trình cắt được thực hiện khi bột đã đạt độ mịn, độ dai yêu cầu. lúc này lưỡi dao cắt (5) được cơ cấu lò xo (6) kéo sát vào bề mặt trục (4) thông qua thanh đỡ (7) đồng thời bánh răng của trục lưỡi cắt cũng ăn khớp với bánh răng của trục cán, việc truyền động diễn ra trong suốt quá trình cán.

- Sản phẩm sau khi cắt được hệ thống gạt xuống băng tải (2) đưa ra ngoài. Mục tiêu thiết kế : - Thiết kế thành công máy cán, cắt sợi bánh canh với năng suất 12 kg bột/ giờ. - Chất lượng sợi bánh canh tương đương với sợi bánh canh làm theo phương pháp truyền thống. - Kích thước máy dự kiến 500x700x400 mm.

- Trọng lượng máy dự kiến 20Kg. Phƣơng tiện để thiết kế : - Phần mềm Solidworks 2013 để thiết kế 3D và mô phỏng - Phần mềm Auto CAD 2007 để chỉnh sửa 2D - Sử dụng các giáo trình, tài liệu trên Internet - Các máy móc gia công cơ khí : máy phay, máy tiện, máy khoan,… NHÓM THỰC HIỆN do an MÁY CÁN, CẮT SỢI BÁNH CANH GVHD : PGS.TS NGUYỄN TRƯỜNG THỊNH CHƢƠNG 1: GIỚI THIỆU Bánh Canh là món ăn truyền thống và được yêu thích ở Việt Nam đặc biệt đây là món ăn truyền thống của người miền Trung và Nam bộ. Dù vậy, quy trình để làm bánh canh truyền thống mất nhiều thời gian và công sức, hơn nữa vấn đề an toàn vệ sinh thực phẩm không được đảm bảo. Vì thế, trong thời đại phát triển khoa học kỹ thuật ngày càng cao hiện nay thì rất cần thiết để có một thiết bị giải quyết vấn đề đó.

Một số những thiết bị đáng nói đến đã được sản xuất để giải quyết vấn đề này là máy cán cắt sợi bột hai chiều của công TNHH TM và DV Bếp Chiên (có địa chỉ: 201/65/18 Nguyễn Xí, P.Bình Thạnh,TP.HCM ) có giá thành 65. Và một số máy của một số công ty Việt Nam đều có giá thành tương đương. Trên thị trường còn có nhiều máy làm mì gia tại nhà bằng tay, tuy nhiên đại đa số các sản phẩm này có xuất xứ từ thị trường Trung Quốc. Tuy giá cả chỉ dao động từ 500.000 VND/sản phẩm, nhưng vấn đề an toàn vệ sinh và an toàn từ các vật liệu chế tạo người tiêu dùng hoàn toàn chưa được biết rõ.

Thấu hiểu vấn đề đó, nhóm đã đề ra mục tiêu là thiết kế và chế tạo máy cán cắt sợi bánh canh với công suất 12kg bánh/1 giờ với giá thành dưới 12 triệu đồng. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài: Đề tài này được xuất phát từ thực tế, do đó tính ứng dụng thực tiễn rất cao. Hơn nữa, khi đề tài này được đưa vào thực tế sẽ giải quyết được vấn đề sợi bánh canh “bẩn” do người làm thủ công họ phải ngâm formol nhằm giữ sợi bánh canh được lâu và di chuyển được xa, nguyên nhân làm mất đi giá trị của món ăn truyền thống của người Việt. Với đề tài này, người sử dụng sẽ vừa được chứng kiến quy trình chế biến và vừa được thưởng thức sợi bánh canh ngay tại chỗ.

Mục tiêu nghiên cứu: Mục đích của đề tài này trước tiên là để chế tạo thành công máy làm sợi bánh canh có thể tự hành, ứng dụng để phục vụ nhu cầu thực phẩm trong đời sống người Việt Nam. Ngoài ra, nhóm thực hiện đề tài này còn mong muốn tích lũy thêm kinh nghiệm thông qua việc sử dụng những kiến thức đã học để thiết kế và chế tạo một sản phẩm thực tế có tính ứng dụng cao. Những mục tiêu chính mà đề tài sẽ nghiên cứu là: - Nghiên cứu và thiết kế kết cấu máy - Nghiên cứu cơ cấu cán lặp ( cán nhiều lần bằng 1 cặp trục cán). - Nghiên cứu cơ cấu cắt bột ở dạng tấm thành dạng sợi.

- Nghiên cứu và thiết kế hệ thống tách sản phẩm và băng tải. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Trang 1 do an MÁY CÁN, CẮT SỢI BÁNH CANH GVHD : PGS.TS NGUYỄN TRƯỜNG THỊNH 3. Đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu: Nhóm thực hiện chọn “Máy làm cán cắt sợi Bánh Canh” làm đối tượng để nghiên cứu và đề tài này tập trung nghiên cứu và trình bày các vấn đề chủ yếu sau - Cơ cấu cán lặp, cán bột nhiều lần. - Cơ cấu cắt bột dạng tấm thành sợi.

- Cơ cấu tách sợi dẫn vào băng tải. - Và một số thiết bị điện liên quan. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Trang 2 do an MÁY CÁN, CẮT SỢI BÁNH CANH GVHD : PGS.TS NGUYỄN TRƯỜNG THỊNH CHƢƠNG 2 : TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI I.