I. Giới thiệu về Thiết kế máy thái măng tại HCMUTE
Đồ án tốt nghiệp "Thiết kế máy thái măng" được thực hiện tại ngành cơ khí chế tạo máy, HCMUTE, bởi sinh viên Nguyễn Thanh Tuấn và Thái Vũ. Đồ án tập trung vào giải quyết vấn đề năng suất thấp và chất lượng không đồng đều trong quá trình chế biến măng thủ công truyền thống ở khu vực Nhơn Trạch, Đồng Nai. Mục đích nghiên cứu hướng đến thiết kế máy thái măng hiệu quả, tiết kiệm chi phí, và nâng cao chất lượng sản phẩm. Phương pháp nghiên cứu bao gồm khảo sát thực tế, phân tích các nguyên lý cắt, lựa chọn vật liệu và thiết kế trên phần mềm INVERTOR. Dự án tốt nghiệp HCMUTE này thể hiện sự ứng dụng cơ khí chế tạo máy vào thực tiễn, đóng góp giải pháp cho ngành chế biến thực phẩm địa phương.
1.1. Phân tích yêu cầu khách hàng và thông số kỹ thuật
Khảo sát thực tế cho thấy nhu cầu về một máy thái măng có năng suất cao (200kg/giờ), chi phí thấp, dễ sử dụng và bảo trì. Yêu cầu khách hàng được phân tích và đánh giá mức độ quan trọng, từ đó xác định các thông số kỹ thuật chính của máy như kích thước (500mm x 774mm), kích thước ống dẫn măng (D=100mm, L=400mm), vận tốc cắt (5.2m/s), loại dao cắt (dao đĩa tròn bằng inox), và nguồn điện (220V). Giải pháp thiết kế máy thái măng cần đáp ứng đầy đủ các yêu cầu này để đảm bảo tính khả thi và hiệu quả kinh tế. Việc xác định chính xác các thông số kỹ thuật là bước quan trọng trong quá trình thiết kế máy móc tự động hóa nói chung và thiết kế máy thái măng này nói riêng. Bản vẽ kỹ thuật máy thái măng cần thể hiện rõ ràng các chi tiết và thông số này.
1.2. Nghiên cứu các nguyên lý hoạt động của máy
Đồ án trình bày ba nguyên lý hoạt động của máy thái măng: dao quay tròn kết hợp măng chuyển động tịnh tiến, dao quay tròn hai lưỡi liềm với măng đứng yên, và dao thẳng chuyển động lắc với măng đứng yên. Mỗi nguyên lý được mô tả chi tiết, phân tích ưu điểm và nhược điểm. Nguyên lý 1 cho ra sản phẩm tốt nhưng năng suất thấp, nguyên lý 2 có năng suất trung bình nhưng tỷ lệ dập nát cao. Nguyên lý 3 có năng suất cao nhưng cấu trúc phức tạp. Việc lựa chọn nguyên lý tối ưu phụ thuộc vào cân nhắc giữa năng suất, chất lượng sản phẩm, chi phí sản xuất, và khả năng bảo trì. Mô phỏng máy thái măng giúp đánh giá hiệu quả của từng nguyên lý trước khi đưa vào thực tiễn. Quá trình thiết kế máy thái măng cần tối ưu hóa các thông số để đạt được hiệu quả cao nhất.
II. Thiết kế và tính toán các bộ phận chính của máy
Phần này tập trung vào thiết kế cơ khí các bộ phận chính của máy thái măng, bao gồm bộ truyền đai, trục dao, trục vít me, và khung máy. Tính toán thiết kế được thực hiện dựa trên các thông số kỹ thuật đã xác định, đảm bảo độ bền, độ cứng và an toàn lao động. Việc lựa chọn vật liệu phù hợp cũng là yếu tố quan trọng ảnh hưởng đến tuổi thọ và hiệu quả hoạt động của máy. Bản vẽ kỹ thuật chi tiết được sử dụng để minh họa quá trình thiết kế. Phần mềm thiết kế máy móc INVERTOR được sử dụng để hỗ trợ quá trình này.
2.1. Thiết kế bộ truyền đai và trục dao
Thiết kế bộ truyền đai bao gồm việc lựa chọn động cơ, tính toán tỷ số truyền, đường kính bánh đai, và khoảng cách trục. Tính toán chi tiết đảm bảo truyền động ổn định và hiệu quả. Thiết kế trục dao bao gồm việc lựa chọn vật liệu (inox), xác định đường kính, chiều dài, và kiểm tra độ bền mỏi. An toàn lao động được đặt lên hàng đầu trong quá trình thiết kế, đảm bảo các bộ phận vận hành trơn tru và không gây nguy hiểm cho người sử dụng. Việc lựa chọn động cơ phù hợp với công suất yêu cầu cũng là một phần quan trọng trong thiết kế máy móc công nghiệp nói chung và trong thiết kế máy thái măng này nói riêng.
2.2. Thiết kế mạch điện và bảng điều khiển
Phần này đề cập đến thiết kế mạch điện điều khiển hoạt động của máy thái măng. Việc lựa chọn các thiết bị điện, như relay, cảm biến, và công tắc, cần đảm bảo tính an toàn và độ tin cậy cao. Sơ đồ mạch điện được minh họa rõ ràng, dễ hiểu. Bảng điều khiển được thiết kế đơn giản, dễ sử dụng, giúp người vận hành dễ dàng kiểm soát quá trình hoạt động của máy. Hướng dẫn sử dụng và bảo dưỡng máy được cung cấp để đảm bảo tuổi thọ và hiệu quả hoạt động lâu dài. An toàn điện cũng được chú trọng trong quá trình thiết kế mạch điện.
III. Kết luận và ứng dụng thực tiễn
Đồ án "Thiết kế máy thái măng" đã hoàn thành mục tiêu đề ra, cung cấp một giải pháp khả thi cho vấn đề chế biến măng thủ công. Máy được thiết kế với năng suất cao, chi phí thấp, và dễ sử dụng, góp phần nâng cao hiệu quả sản xuất và chất lượng sản phẩm. Ứng dụng thực tiễn của đồ án này có ý nghĩa kinh tế xã hội quan trọng, đặc biệt đối với các hộ gia đình và doanh nghiệp chế biến măng ở Nhơn Trạch và các vùng lân cận. Kết quả nghiên cứu này có thể được mở rộng và ứng dụng cho việc thiết kế máy thái rau củ quả khác.
3.1. Đánh giá hiệu quả và tính khả thi
Đồ án đã thành công trong việc thiết kế một máy thái măng đáp ứng được các yêu cầu kỹ thuật và yêu cầu của khách hàng. Tính khả thi của thiết kế được đánh giá cao nhờ sự đơn giản trong cấu tạo, dễ dàng trong việc bảo trì và sửa chữa. Hiệu quả kinh tế của máy được thể hiện qua năng suất cao, giảm thiểu thời gian lao động và chi phí nhân công. Báo cáo kinh tế kỹ thuật chi tiết cần được bổ sung để đánh giá toàn diện hơn hiệu quả kinh tế của dự án. Nghiên cứu thị trường máy thái măng sẽ giúp xác định tiềm năng thương mại của sản phẩm này.
3.2. Hướng phát triển và đề xuất
Đồ án này có thể được phát triển thêm bằng cách tích hợp các tính năng tự động hóa cao hơn, như hệ thống điều khiển PLC, và hệ thống cấp liệu tự động. Việc nghiên cứu và áp dụng các công nghệ tiên tiến khác, như ứng dụng công nghệ 3D trong thiết kế máy móc, cũng giúp nâng cao hiệu suất và chất lượng của máy. Xu hướng thiết kế máy thái măng hiện đại cần được xem xét để cải tiến sản phẩm. Tiêu chuẩn thiết kế máy thái măng quốc tế cũng cần được tham khảo để đảm bảo chất lượng và an toàn. Vật liệu chế tạo máy thái măng cũng cần được nghiên cứu để lựa chọn vật liệu tối ưu nhất.
