chương 1 đã trình bày nhằm đưa ra những cơ cấu đáp ứng yêu cầu ban đầu thực hiện đúng chức năng để sản phẩm phẩm thiết kế trể nên thiết thực hơn. Phân tích chức năng chung : 1. Chức năng chung: Chức năng quan trọng nhất của bài toán này là vỏ sẽ được tách ra và bỏ vào thùng chứa riêng biệt, đồng thời phân loại được lòng đỏ và lòng trắng. Có 2 thông số cần được làm rõ là: + Thông số đầu vào + Thông số đầu ra Thông số đầu vào bao gồm: năng lượng, vật liệu, thông tin…truyền vào hệ thống.
Tất cả các tín hiệu này sẽ tương tác với nhau bên trong hệ thống,đồng thời sẽ cho ra những tín hiệu đầu ra tương ứng. Năng lượng bao gồm: Động năng nhận tự bộ phận động cơ và trọng lượng của trứng và bản thân máy, các tác động bằng cơ hay tín hiệu bằng khí nén.Các tín hiệu này được biểu diễn bằng nét mảnh. Vật liệu bao gồm: Trứng sạch được đưa vào bằng máng dẫn và tín hiệu ngõ ra cần là trứng còn nguyên hay được tách vỏ rồi; phần trên của hộp đen thể hiên sự tương tác lên hệ thống là: người điều khiển và hệ thống máy. Dòng vật liệu thể hiện bằng nét liền đậm.
Thông tin: mà hệ thống cần nhận biết để làm việc. Từ những yêu cầu của khách hàng triển khai trong chương trước ta xác định được các thông tin về máy tách vỏ trứng mà người sử dụng nhận biết được,hệ thống có tách và phân loại được lòng trắng, lòng đỏ và vỏ riêng biệt hay không? Và thông tin ngõ ra cần là ‘tách” được và “phân biệt” được phải được trả lời để thỏa mãn yêu cầu thiết kế. 13 | P a g e do an ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: Th.S NGUYỄN ĐỨC TÔN Từ đây ta xác định được sơ đồ hộp đen cho hệ thống Hình 2. Phân tích chức năng con: Để tăng tính hiệu quả thì nhóm sẽ xem xét mỗi chức năng theo trình tự: lắp đặt hệ thống (chuẩn bị), vận hành hệ thống (sử dụng),kết quả của quá trình (kết thúc).
Sau đó từ những chức năng này sẽ phân tích thành những chức năng cụ thể và nhỏ hơn. Tách vỏ và phân biệt lòng đỏ và lòng trắng Đầu Tín hiệu Hoạt động Đầu ra vào điều khiển d Năng Trứng Tín Động Trứng lượng hiệu Năng thành điện vào biến đổi phẩm Khởi Tín hiệu Năng Hệ thống Cho sản động vào lượng hoạt phẩm biến đổi động Hệ thống Điều 14 | P a g e khiển do an ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: Th.S NGUYỄN ĐỨC TÔN Hình 2.2: Sơ đồ phân tích chức năng con 3. Sắp xếp các chức năng con: Mục đích ở đây là sắp xếp các chức năng hình thành từ bước trước theo trật tự logic để hoàn thiện chức năng chung. Khi có tín hiệu tác động vào từ bảng điều khiển hệ thống nhận tín hiệu điều khiển bộ phận cung cấp cơ năng hoạt động, làm cho con quay, các cơ cấu hoạt động lần lược thực hiện thao tác tách vỏ trứng, tách lòng đỏ, lòng trắng rời nhau.
Ta có sơ đồ sắp xếp chức năng con của hệ thống theo trật tự logic trên hình dòng vật liệu và thông tin bảo toàn qua hệ thống.3: Sơ đồ sắp xếp chức năng con II. Hoàn thiện chức năng con: Theo phân tích thì chức năng chính của sản phẩm ở đây là phải tách được vỏ trứng đông thời tách được lòng đỏ và lòng trắng trứng rời nhau. Và ở đây ta có thể xem chức năng này cũng là 1 chắc năng con của máy. Để thực hiện được chức năng này thì hệ thống phải thực hiện các chức năng con: tách vỏ, tách lòng đỏ, tách lòng trắng, đưa vỏ trứng ra ngoài… Vì đây là 1 hệ thống hoạt động hoàn chỉnh tính từ công đoạn cấp đầu vào nên ta bổ sung thêm chức năng cung cấp đầu vào – trứng cho hệ thống.
Các chức năng con này phải được sắp xếp theo trật tự logic: “cấp năng lượng và tín hiệu điều khiển”, “cấp nguyên liệu”,“ tách vỏ trứng”, “tách lòng đỏ”, “tách lòng trắng”. 15 | P a g e do an ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: Th.S NGUYỄN ĐỨC TÔN III. Triển khai ý tưởng cho từng chức năng: Xuất phát từ cách lập luận và tìm ra được từng chức năng của sản phẩm, tương ứng với từng chức năng và thao tác trên sản phẩm thì nhóm sẽ đưa ra hàng loạt các ý tưởng phục vụ cho thao tác hay chức năng tương ứng. Các ý tưởng đưa ra trong danh sách này có từ sự hiểu biết và sáng tạo của nhóm thiết kế.
Sau đây, nhóm sẽ đưa ra các ý tưởng cho từng chức năng theo lập luận logic đã hình thành trước đó. a) Cung cấp nguyên liệu vào –Trứng: Việc cung cấp nguyên liệu-trứng vào cho hệ thống làm việc có thể đáp ứng bởi các ý tưởng sau: Ý tưởng 1: dùng máng nghiêng sử dụng chính trọng lượng của quả trứng để đưa trứng vào bộ phận cấp (con quay). Sau đó sử dụng con quay có các vòng lõm để định vị vị trí của trứng, nhờ chuyển động quay của con quay trứng được cấp vào bộ phận tách vỏ. 16 | P a g e do an ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: Th.S NGUYỄN ĐỨC TÔN Hình2.4: Máng chứa trứng và con quay cung cấp trứng Để tránh hiện tượng trứng không nằm theo phương ngang ta sử dụng lá quét để quá trình định vị chính xác hơn.
Ý tưởng 2: dùng 1 thùng chứa có dạng phễu đầu trên rộng để chứa trứng và đầu dưới co lại có diện tích chỉ đủ cho 1 trứng lọt qua cho vào hệ thống.5: Phễu cấp trứng b) Nguồn cung cấp động năng cho cơ cấu chính: Vì hệ thống hoạt động 1 cách liên tục nên nguồn cung cấp động năng phải hoạt động liên tục và công suất cao. Nhóm đưa ra các ý tưởng sau: Ý tưởng 1: sử dụng động cơ điện 1 chiều. 17 | P a g e do an ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: Th.S NGUYỄN ĐỨC TÔN Ý tưởng 2: sử dụng động cơ điện xoay chiều. c) Phương pháp tách vỏ trứng: Việc tách được vỏ là 1 chức năng chính của máy nên ý tưởng đưa ra phải sát với chức năng, thực hiện được thao tác một cách hoàn hảo để nâng cao năng suất cho máy.
Ý tưởng 1: Sử dụng cơ cấu kẹp dạng đòn bẩy để tiến hành tách vỏ trứng. trứng sau khi được đưa vào vị trí kẹp cần kẹp tác dụng lực lên quả trứng (1) làm cho lưỡi dao tạo đường cắt (2) sau đó hai lưỡi dao chuyển động sang hai bên để tác vỏ ra làm hai (3) Ý tưởng 2: như ban đầu ta đã tìm hiểu về kết cấu của trứng ta biết rằng vỏ trứng dễ vỡ, chỉ cần tác dụng 1 lực phù hợp thì vỏ trứng sẽ vỡ như thế ta sẽ sử dụng cơ cấu lưới sàn 3 tầng như máy sàn gạo. Với lưới sàn trên mật độ 2, cho trứng rơi từ 1 độ cao nhất định xuống lưới sàn này thì trứng sẽ bị vỡ. 18 | P a g e do an ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: Th.S NGUYỄN ĐỨC TÔN d) Phương pháp tách lòng đỏ, lòng trắng riêng: Việc tách lòng đỏ với lòng trắng là công cũng không kém khó khăn bởi lòng đỏ - trắng ở dạng chất lỏng nhầy, độ dẻo, độ dính cao.
Chính vì đó ta phải đưa ra được ý tưởng tối ưu hơn hết. Tương tự như việc tách vỏ trứng ta cũng có các ý tưởng sau: Ý tưởng 1: sử dụng một máng dẫn có một rãnh nhỏ dưới đáy, vì lòng đỏ khó tan hơn lòng trắng cho nên sẽ chạy qua rãnh nhỏ còn lòng trắng sẽ theo rãnh nhỏ chảy xuống dưới. Ý tưởng 2: : tương tự như ý tưởng 1 của việc tách vỏ trứng. việc tách lòng đỏ - lòng trắng sẽ thực hiện bởi 3 lớp sàn với mật độ khác nhau.
+ Mặt sàn thứ nhất: như được đề cập từ trước thì lớp sàn thứ nhất có mật độ 2 tức lỗ sẽ lớn. Tại đây, vỏ được tách ra đồng thời lòng đỏ - lòng trắng chảy ra bên 19 | P a g e do an ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: Th.S NGUYỄN ĐỨC TÔN ngoài. Tại mặt sàn này các mảnh vỡ của vỏ trứng sẽ được giữ lại phía trên, còn lòng đỏ lòng trắng sẽ lọt qua các lỗ của lưới sàn xuống lưới sàn kế tiếp. + Mặt sàn thứ 2: mặt sàn này sẽ có mật độ lớn hơn là 3.
Trên mặt sàn này bao gồm lòng đỏ, lòng trăng và 1 số mảnh vụn nhỏ của vỏ trứng. Vì lỗ mặt sàn này nhỏ nên lòng đỏ và lòng trắng sẽ lọt xuống dưới còn lại mảnh vụn sẽ nằm lại phía trên. + Mặt sàn thứ 3: có mật độ lớn nhất là 4. Tại mặt này lòng đỏ sẽ được giữ lại bên trên còn lòng trắng chảy xuống phía dưới, bên dưới có máng chưa lòng trắng.
Để tăng hiều quả hoạt động thì các máng này được cho phép rung để thực hiện thao tác sàn lọc đồn g thời tạo dòng chuyển dịch cho đối tượng cần lọc. ĐÁNH GIÁ Ý TƯỞNG Trong chương trước nhóm đã phát triển các kỹ thuật để đưa ra ý tưởng cho từng chức năng của sản phẩm và thông qua việc phối hợp ý tưởng nhóm đã cho ra 2 phương án thiết kế lớn với 2 ý tưởng thành phần khác nhau. Trong chương này nhóm sẽ nghiên cứu các kỹ thuật để lựa chọn ý tưởng tốt nhất phát triển thành sản phẩm. Mục đích ở đây là phát triển một lượng tối thiểu các thông tin để quyết định ý tưởng nào sẽ cho ra sản phẩm chất lượng cao nhất.
Để thuận tiện cho việc lựu chọn thì một phương pháp sẽ được triển khai giúp ta đưa ra quyết định khoa học từ những thông tin giới hạn. Phương pháp này sử dụng 3 20 | P a g e do an ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: Th.S NGUYỄN ĐỨC TÔN kỹ thuật khác nhau để rút gọn từ nhiều ý tưởng thành có triển vọng nhất để triển khai thành sản phẩm có chất lượng. Theo đó kỹ thuật đánh sẽ tập trung vào việc: chi tiết hóa các lựa chọn với bộ tiêu chuẩn và giữa chúng với nhau. Việc đánh giá được thực hiện theo sơ đồ sau: Kiểu so sánh Kỹ thuật Cơ sở so sánh Đánh giá tính khả thi Cảm tính Tuyệt đối Đánh giá trên khả năng công nghệ Hiện trạng của Công nghệ Đánh giá theo sự tiến triển của quá Tương đối trình yêu cầu Khách hàng So sánh với các yêu cầu kỹ thuật Tuyệt đối hoặc Yêu cầu kỹ thuật Hình 3.