Luận Văn Thạc Sĩ: Tính Toán và Thiết Kế Máy Tách Hạt Ca Cao

Luận văn thạc sĩ toán học phân tích tính toán thiết kế chế tạo máy tách hạt cacao, đánh giá thực trạng, chỉ ra hạn chế, đề xuất giải pháp khả thi cho thực tiễn.

2015

152
1
0

Phí lưu trữ

45 Point

Mục lục chi tiết

LỜI CAM ĐOAN

LỜI CẢM ƠN

TÓM TẮT

ABSTRACT

MỤC LỤC

XÁC NHẬN CỦA CÁN BỘ HƯỚNG DẪN

LÝ LỊCH KHOA HỌC

DANH MỤC HÌNH ẢNH

DANH MỤC BẢNG BIỂU

DANH MỤC BIỂU ĐỒ

1. CHƯƠNG 1: MỞ ĐẦU

1.1. Tính cấp thiết của đề tài

1.2. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài

1.2.1. Ý nghĩa khoa học của đề tài

1.2.2. Ý nghĩa thực tiễn của đề tài

1.3. Mục tiêu nghiên cứu đề tài

1.4. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

1.4.1. Đối tượng nghiên cứu

1.4.2. Phạm vi nghiên cứu

1.5. Phương pháp nghiên cứu

1.5.1. Phương pháp phân tích lý thuyết

1.5.2. Phương pháp thực nghiệm

1.6. Kết cấu của luận văn tốt nghiệp

2. CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN

2.1. Giới thiệu chung về cây ca cao

2.1.1. Nguồn gốc cây Ca cao

2.1.2. Đặc điểm thực vật học của cây ca cao

2.1.3. Các giống ca cao

2.2. Tình hình tiêu thụ

2.3. Tình hình sản xuất và tiêu thụ ca cao ở Việt Nam

2.4. Quy trình sản xuất ca cao thô

2.4.1. Thu hoạch ca cao

2.4.2. Lưu trữ quả ca cao

2.4.3. Ủ hạt ca cao (lên men)

2.4.4. Phơi, sấy hạt ca cao

2.5. Tổng quan tình hình nghiên cứu trong và ngoài nước

2.5.1. Các nghiên cứu của nước ngoài

2.5.1.1. Máy tách hạt ca cao hiệu Pinhalense
2.5.1.2. Máy tách hạt ca cao hiệu Cobre - PI20071690
2.5.1.3. Máy tách hạt ca cao hiệu NACDA
2.5.1.4. Các bài báo của nước ngoài

2.5.2. Các nghiên cứu trong nước

3. CHƯƠNG 3: CƠ SỞ LÝ THUYẾT

3.1. Đặc điểm của quả ca cao

3.2. Khảo sát đặc tính của quả ca cao

3.2.1. Loại ca cao được khảo sát

3.2.2. Khảo sát kích thước cơ bản của quả ca cao

3.2.3. Xử lý số liệu khảo sát

3.2.3.1. Xử lý số liệu đo chiều dài L của quả ca cao
3.2.3.2. Xử lý số liệu đo chiều rộng B của quả ca cao
3.2.3.3. Xử lý số liệu đo chiều dày T của quả ca cao

3.2.4. Kết quả khảo sát

3.3. Thí nghiệm xác định lực cắt quả ca cao

3.3.1. Mục đích thí nghiệm

3.3.2. Mẫu thí nghiệm

3.3.3. Số lần thí nghiệm

3.3.4. Thiết bị thí nghiệm

3.3.5. Tiến hành thí nghiệm

3.4. Thí nghiệm xác định lực đẩy quả ca cao

3.4.1. Mục đích thí nghiệm

3.4.2. Số lần thí nghiệm

3.4.3. Thiết bị thí nghiệm

3.4.4. Tiến hành thí nghiệm

3.5. Cơ sở vật lý, tính năng suất và công suất máy thái

3.5.1. Cơ sở vật lý của quá trình cắt thái bằng lưỡi dao

3.5.2. Những yếu tố ảnh hưởng đến quá trình cắt thái

3.5.2.1. Áp suất cắt thái riêng
3.5.2.2. Độ bền và chất lượng vật thái
3.5.2.3. Độ sắc lưỡi dao y
3.5.2.4. Độ bền của vật liệu làm dao
3.5.2.5. Vận tốc dao thái
3.5.2.6. Khe hở giữa cạnh sắc lưỡi dao và cạnh sắc tấm kê
3.5.2.7. Điều kiện kẹp vật thái giữa lưỡi dao và tấm kê thái
3.5.2.8. Góc trượt và điều kiện trượt của lưỡi dao trên vật thái

3.5.3. Xác định công suất cho máy thái củ

4. CHƯƠNG 4: Ý TƯỞNG VÀ CÁC GIẢI PHÁP

4.1. Các yêu cầu thiết kế

4.2. Các phương án thiết kế máy tách hạt ca cao

4.2.1. Phương án tách hạt ca cao bằng máy đập búa

4.2.2. Nguyên lý hoạt động

4.2.3. Ưu và nhược điểm

4.3. Phương án tách hạt Ca cao bằng dao có bước xoắn

4.3.2. Nguyên lý hoạt động

4.3.3. Ưu và nhược điểm

4.4. Phương án tách hạt ca cao bằng dao đĩa tròn

4.4.2. Nguyên lý hoạt động

4.4.3. Ưu và nhược điểm

4.5. Chọn phương án thiết kế hợp lí

4.6. Các phương án thiết kế dao cắt vỏ ca cao

4.7. Các phương án thiết kế bộ phận sàng

4.7.1. Sàng thùng quay

5. CHƯƠNG 5: TÍNH TOÁN, THIẾT KẾ MÁY TÁCH HẠT CA CAO

5.1. Xây dựng sơ đồ nguyên lý

5.1.1. Quy trình tách hạt ca cao thủ công

5.1.2. Quy trình tách hạt ca cao bằng máy

5.1.3. Sơ đồ nguyên lý máy tách hạt ca cao

5.1.4. Nguyên lý hoạt động của máy tách hạt ca cao

5.2. Tính toán thiết kế bộ phận bánh đẩy ca cao

5.2.1. Xác định công suất động cơ

5.2.2. Tính toán bộ truyền xích

5.2.2.1. Chọn loại xích
5.2.2.2. Xác định các thông số của xích và bộ truyền xích

5.2.3. Kiểm nghiệm xích về độ bền

5.2.4. Xác định các thông số của đĩa xích và lực tác dụng lên trục

5.3. Tính toán thiết kế trục

5.3.1. Xác định sơ bộ đường kính trục

5.3.2. Xác định khoảng cách giữa các gối đỡ và các điểm đặt lực

5.3.3. Xác định trị số và chiều của các lực tác dụng lên trục

5.3.4. Xác định đường kính trục

5.4. Tính toán thiết kế bộ phận dao cắt vỏ quả ca cao

5.4.1. Xác định công suất động cơ

5.4.2. Tính toán bộ truyền xích

5.4.2.1. Chọn loại xích
5.4.2.2. Xác định các thông số của xích và bộ truyền xích

5.4.3. Kiểm nghiệm xích về độ bền

5.4.4. Xác định các thông số của đĩa xích và lực tác dụng lên trục

5.5. Tính toán thiết kế trục

5.5.1. Xác định sơ bộ đường kính trục

5.5.2. Xác định khoảng cách giữa các gối đỡ và các điểm đặt lực

5.5.3. Xác định trị số và chiều của các lực tác dụng lên trục

5.5.4. Xác định đường kính trục

5.6. Tính toán thiết kế bộ phận sàng

6. CHƯƠNG 6: CHẾ TẠO VÀ THỰC NGHIỆM MÁY TÁCH HẠT CA CAO

6.1. Chế tạo các bộ phận của máy tách hạt ca cao

6.1.1. Chế tạo bộ phận dao cắt vỏ quả ca cao

6.1.2. Chế tạo bộ phận sàng

6.1.3. Chế tạo bộ phận bánh đẩy ca cao

6.1.4. Chế tạo khung cho máy tách hạt ca cao

6.2. Thực nghiệm xác định lực kéo cần thiết của lò xo

6.2.1. Mục đích thực nghiệm

6.2.2. Phương pháp đánh giá

6.2.3. Dụng cụ và nguyên liệu

6.2.4. Chọn mẫu lò xo

6.2.5. Tiến hành thực nghiệm

6.3. Thực nghiệm xác định góc nghiêng và tốc độ quay ảnh hưởng đến tỉ lệ tách hạt

6.3.1. Mục đích thực nghiệm

6.3.2. Phương pháp đánh giá

6.3.3. Dụng cụ và nguyên liệu

6.3.4. Phương pháp tổ chức thí nghiệm

6.3.5. Kết quả thí nghiệm

6.4. Xử lý kết quả thực nghiệm

6.4.1. Tiến hành lập ma trận thí nghiệm

6.4.2. Xác định các tham số trong phương trình hồi quy bằng quy hoạch trực giao

6.4.3. Kiểm định ý nghĩa của các hệ số hồi quy

6.4.4. Kiểm định sự tương thích của phương trình hồi quy theo tiêu chuẩn Fisher

6.4.5. Tính hệ số xác định R2 để đánh giá độ chính xác của phương trình hồi quy

6.5. Hoàn chỉnh thiết kế

7. CHƯƠNG 7: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ

TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tài liệu "Thiết Kế và Chế Tạo Máy Tách Hạt Ca Cao Hiệu Quả" cung cấp cái nhìn sâu sắc về quy trình thiết kế và chế tạo máy tách hạt ca cao, một thiết bị quan trọng trong ngành công nghiệp chế biến ca cao. Tài liệu này không chỉ nêu rõ các nguyên lý kỹ thuật mà còn trình bày các lợi ích của việc sử dụng máy tách hạt hiệu quả, giúp tăng năng suất và giảm thiểu lãng phí trong sản xuất. Độc giả sẽ tìm thấy thông tin hữu ích về cách tối ưu hóa quy trình sản xuất ca cao, từ đó nâng cao chất lượng sản phẩm và hiệu quả kinh tế.

Nếu bạn muốn mở rộng kiến thức về các ứng dụng công nghệ trong nông nghiệp, hãy tham khảo tài liệu "Luận án tiến sĩ liên kết doanh nghiệp và nông dân ứng dụng công nghệ cao trong sản xuất nông nghiệp tỉnh nghệ an". Tài liệu này sẽ giúp bạn hiểu rõ hơn về sự kết hợp giữa công nghệ và nông nghiệp.

Ngoài ra, tài liệu "Luận án tiến sĩ nghiên cứu phát triển kỹ thuật quechers gc ms 3 sim để phân tích đồng thời dư lượng hóa chất bảo vệ thực vật trong đất 1" cũng là một nguồn tài liệu quý giá, cung cấp thông tin về các phương pháp phân tích hóa chất trong nông nghiệp, giúp bạn hiểu rõ hơn về an toàn thực phẩm và bảo vệ môi trường.

Cuối cùng, tài liệu "Luận văn thạc sĩ quản trị chuỗi cung ứng sản phẩm rau an toàn khu vực thành phố hà nội trong cuộc cách mạng công nghiệp 4 0" sẽ mang đến cho bạn cái nhìn tổng quan về quản lý chuỗi cung ứng trong bối cảnh hiện đại, một yếu tố quan trọng trong việc đảm bảo chất lượng sản phẩm nông nghiệp.

Những tài liệu này không chỉ giúp bạn mở rộng kiến thức mà còn cung cấp những góc nhìn đa dạng về các vấn đề liên quan đến nông nghiệp và công nghệ.

Trích đoạn nội dung tài liệu

LỜI CAM ĐOAN Tên đề tài: Tính toán, thiết kế, chế tạo máy tách hạt ca cao - GVHD: GVC. VĂN HỮU THỊNH - Tác giả: NGUYỄN THOẠI KHANH Tôi cam đoan luận văn tốt nghiệp này là công trình do chính tôi nghiên cứu và thực hiện. Tôi không sao chép từ bất kỳ một bài viết nào đã được công bố mà không trích dẫn nguồn gốc. Các số liệu, kết quả nêu trong luận văn là trung thực và chưa từng được ai công bố trong bất kỳ công trình nào khác. Hồ Chí Minh, ngày 10 tháng 10 năm 2015 (Ký tên và ghi rõ họ tên) NGUYỄN THOẠI KHANH iii LỜI CẢM ƠN Trong suốt quá trình thực hiện luận văn thạc sĩ, tôi đã nhận được sự hướng dẫn, giúp đỡ rất nhiều từ nhà trường, quý thầy cô, gia đình và bạn bè. Trước tiên tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành và sâu sắc đến thầy hướng dẫn khoa học GVC. Thầy đã dành nhiều thời gian, tâm huyết, nhiệt tình hướng dẫn, góp ý và động viên tôi trong suốt thời gian thực hiện luận văn. Tôi cũng xin gửi lời cảm ơn đến quý thầy cô Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật TP. HCM đã tận tình giảng dạy, truyền đạt những kiến thức nền tảng và chuyên môn cho tôi trong thời gian qua. Đặc biệt tôi xin gửi lời cảm ơn đến quý thầy cô khoa Cơ Khí Chế Tạo Máy đã tạo điều kiện thuận lợi cho tôi trong quá trình làm bài đến khi hoàn thành luận văn. Tôi cũng xin cảm ơn Ban Giám Hiệu và quý thầy cô Khoa Cơ Khí Trường Cao Đẳng Kỹ Thuật Cao Thắng đã tạo điều kiện để tôi hoàn thành luận văn tốt nghiệp. Tôi cũng xin gửi lời cảm ơn gia đình, bạn bè đã luôn động viên, giúp đỡ và khích lệ tinh thần tôi trong quá trình học tập và thực hiện luận văn này. Xin chân thành cảm ơn! Tp. Hồ Chí Minh, ngày 10 tháng 10 năm 2015 Tác giả NGUYỄN THOẠI KHANH iv TÓM TẮT Đề tài: “Tính toán, thiết kế, chế tạo máy tách hạt ca cao” nghiên cứu quy trình công nghệ tách hạt và chế tạo máy tách hạt ca cao với quy mô dùng cho các cơ sở sản xuất vừa và nhỏ hoặc hộ gia đình. Qua quá trình tìm hiểu về các giống ca cao phổ biến được trồng ở Việt Nam, phân tích các đặc tính lý, hóa của vỏ và hạt ca cao, tham khảo các phương pháp tách hạt ca cao trong và ngoài nước, tác giả tiến hành xây dựng các phương án thiết kế cho từng bộ phận máy. Tác giả thực hiện các thí nghiệm đo kích thước trung bình, lực cắt vỏ ca cao, lực đẩy ca cao qua dao cắt để lấy các thông số đầu vào thực hiện quá trình tính toán các bộ phận máy. Trên cơ sở tính toán, tác giả tiến hành mô hình hóa máy tách hạt ca cao trên phần mềm Autodesk Inventor trước khi chế tạo. Công việc tính toán, mô hình hóa máy tách hạt ca cao trên phần mềm sẽ hạn chế được những sai sót trong quá trình gia công, tiết kiệm được thời gian và mang lại hiệu quả cao. Thông qua dữ liệu đã mô hình hóa, tác giả tiến hành xuất bản vẽ, bảng kê chi tiết và thực hiện việc chế tạo, lắp ráp, vận hành thử nghiệm máy. Qua đó, tác giả hoàn chỉnh thiết kế, sửa chữa, thay đổi các bộ phận cần thiết sau đó lắp ráp lại và vận hành thực nghiệm máy để lấy các thông số cụ thể. Từ khóa: Hạt, Ca cao, Vỏ Ca cao, Hạt Ca cao, Máy tách v ABSTRACT Thesis: “Calculate, design and manufacture cocoa beans separator ma- chine” studying process technology for separating cocoa beans and manufacturing the cocoa bean separator machine for the production of small and medium-scale or households. Through the process of learning about the common cocoa varieties grown in Vietnam, analyze the physical, chemical properties of the cocoa pod and beans, refering to the method for separating cocoa beans in the country and abroad, the au- thor conducted making design methods for each component of machine. The au- thors performed experiments to measure the average size, shear cocoa pods, cocoa thrust through the blades to get the input parameters perform calculations of ma- chine parts. Based on calculations, the authors carry out modeling a cocoa beans separa- tor machine on Autodesk Inventor software before fabrication. Computation, mod- eling a cocoa pod splitting machine on the software will limit the errors in machin- ing processes, save time and bring more high-efficiency. Through data modeling, the author proceeds to publish drawings, parts list and performed the fabrication, assembly and testing machine. Thereby, the author completed design, repairing, change the necessary parts then reassemble and oper- ated the machine to retrieve experiments specific parameters. Keywords: Beans, Cocoa, Cocoa Pod, Cocoa Beans, Separator machine vi MỤC LỤC XÁC NHẬN CỦA CÁN BỘ HƯỚNG DẪN . i LÝ LỊCH KHOA HỌC .ii LỜI CAM ĐOAN .iii LỜI CẢM ƠN . vi DANH MỤC HÌNH ẢNH .xiii DANH MỤC BẢNG BIỂU .xvii DANH MỤC BIỂU ĐỒ . xix Chương 1 MỞ ĐẦU.2 Tính cấp thiết của đề tài .3 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài .1 Ý nghĩa khoa học của đề tài .2 Ý nghĩa thực tiễn của đề tài.4 Mục tiêu nghiên cứu đề tài.5 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu.1 Đối tượng nghiên cứu.2 Phạm vi nghiên cứu.6 Phương pháp nghiên cứu.1 Phương pháp phân tích lý thuyết.2 Phương pháp thực nghiệm .7 Kết cấu của luận văn tốt nghiệp . 4 Chương 2 TỔNG QUAN .1 Giới thiệu chung về cây ca cao .1 Nguồn gốc cây Ca cao .2 Đặc điểm thực vật học của cây ca cao .3 Các giống ca cao .2 Tình hình tiêu thụ .3 Tình hình sản xuất và tiêu thụ ca cao ở Việt Nam .4 Quy trình sản xuất ca cao thô.1 Thu hoạch ca cao.2 Lưu trữ quả ca cao.4 Ủ hạt ca cao (lên men) .5 Phơi, sấy hạt ca cao .5 Tổng quan tình hình nghiên cứu trong và ngoài nước .1 Các nghiên cứu của nước ngoài .1 Máy tách hạt ca cao hiệu Pinhalense .2 Máy tách hạt ca cao hiệu Cobre - PI20071690 .3 Máy tách hạt ca cao hiệu NACDA.4 Các bài báo của nước ngoài .2 Các nghiên cứu trong nước . 44 Chương 3 CƠ SỞ LÝ THUYẾT .1 Đặc điểm của quả ca cao.2 Khảo sát đặc tính của quả ca cao .2 Loại ca cao được khảo sát .3 Khảo sát kích thước cơ bản của quả ca cao .4 Xử lý số liệu khảo sát.1 Xử lý số liệu đo chiều dài L của quả ca cao .2 Xử lý số liệu đo chiều rộng B của quả ca cao.3 Xử lý số liệu đo chiều dày T của quả ca cao.5 Kết quả khảo sát .3 Thí nghiệm xác định lực cắt quả ca cao.1 Mục đích thí nghiệm .2 Mẫu thí nghiệm .3 Số lần thí nghiệm .4 Thiết bị thí nghiệm .5 Tiến hành thí nghiệm .4 Thí nghiệm xác định lực đẩy quả ca cao.1 Mục đích thí nghiệm .2 Số lần thí nghiệm .3 Thiết bị thí nghiệm .4 Tiến hành thí nghiệm .5 Cơ sở vật lý, tính năng suất và công suất máy thái.1 Cơ sở vật lý của quá trình cắt thái bằng lưỡi dao.2 Những yếu tố ảnh hưởng đến quá trình cắt thái.1 Áp suất cắt thái riêng.2 Độ bền và chất lượng vật thái .3 Độ sắc lưỡi dao y .4 Độ bền của vật liệu làm dao.5 Vận tốc dao thái .6 Khe hở giữa cạnh sắc lưỡi dao và cạnh sắc tấm kê.7 Điều kiện kẹp vật thái giữa lưỡi dao và tấm kê thái .8 Góc trượt và điều kiện trượt của lưỡi dao trên vật thái.3 Xác định công suất cho máy thái củ . 63 Chương 4 Ý TƯỞNG VÀ CÁC GIẢI PHÁP .1 Các yêu cầu thiết kế .2 Các phương án thiết kế máy tách hạt ca cao .1 Phương án tách hạt ca cao bằng máy đập búa .2 Nguyên lý hoạt động .3 Ưu và nhược điểm.2 Phương án tách hạt Ca cao bằng dao có bước xoắn.2 Nguyên lý hoạt động .3 Ưu và nhược điểm.3 Phương án tách hạt ca cao bằng dao đĩa tròn.2 Nguyên lý hoạt động .3 Ưu và nhược điểm.4 Chọn phương án thiết kế hợp lí.3 Các phương án thiết kế dao cắt vỏ ca cao .4 Các phương án thiết kế bộ phận sàng .1 Sàng thùng quay. 77 Chương 5 TÍNH TOÁN, THIẾT KẾ MÁY TÁCH HẠT CA CAO .1 Xây dựng sơ đồ nguyên lý .1 Quy trình tách hạt ca cao thủ công.2 Quy trình tách hạt ca cao bằng máy.3 Sơ đồ nguyên lý máy tách hạt ca cao .4 Nguyên lý hoạt động của máy tách hạt ca cao.2 Tính toán thiết kế bộ phận bánh đẩy ca cao .1 Xác định công suất động cơ .2 Tính toán bộ truyền xích .1 Chọn loại xích .2 Xác định các thông số của xích và bộ truyền xích.3 Kiểm nghiệm xích về độ bền .4 Xác định các thông số của đĩa xích và lực tác dụng lên trục .3 Tính toán thiết kế trục .1 Xác định sơ bộ đường kính trục.2 Xác định khoảng cách giữa các gối đỡ và các điểm đặt lực .3 Xác định trị số và chiều của các lực tác dụng lên trục.3 Xác định đường kính trục.3 Tính toán thiết kế bộ phận dao cắt vỏ quả ca cao .1 Xác định công suất động cơ .2 Tính toán bộ truyền xích .1 Chọn loại xích .2 Xác định các thông số của xích và bộ truyền xích.3 Kiểm nghiệm xích về độ bền .4 Xác định các thông số của đĩa xích và lực tác dụng lên trục .3 Tính toán thiết kế trục .1 Xác định sơ bộ đường kính trục.2 Xác định khoảng cách giữa các gối đỡ và các điểm đặt lực .3 Xác định trị số và chiều của các lực tác dụng lên trục.3 Xác định đường kính trục.4 Tính toán thiết kế bộ phận sàng . 102 Chương 6 CHẾ TẠO VÀ THỰC NGHIỆM MÁY TÁCH HẠT CA CAO .1 Chế tạo các bộ phận của máy tách hạt ca cao .1 Chế tạo bộ phận dao cắt vỏ quả ca cao .2 Chế tạo bộ phận sàng .3 Chế tạo bộ phận bánh đẩy ca cao .4 Chế tạo khung cho máy tách hạt ca cao .2 Thực nghiệm xác định lực kéo cần thiết của lò xo .1 Mục đích thực nghiệm .2 Phương pháp đánh giá.3 Dụng cụ và nguyên liệu.4 Chọn mẫu lò xo .5 Tiến hành thực nghiệm.3 Thực nghiệm xác định góc nghiêng và tốc độ quay ảnh hưởng đến tỉ lệ tách hạt.1 Mục đích thực nghiệm .2 Phương pháp đánh giá.3 Dụng cụ và nguyên liệu.4 Phương pháp tổ chức thí nghiệm .5 Kết quả thí nghiệm .7 Xử lý kết quả thực nghiệm.1 Tiến hành lập ma trận thí nghiệm .2 Xác định các tham số trong phương trình hồi quy bằng quy hoạch trực giao .3 Kiểm định ý nghĩa của các hệ số hồi quy .4 Kiểm định sự tương thích của phương trình hồi quy theo tiêu chuẩn Fisher .5 Tính hệ số xác định R2 để đánh giá độ chính xác của phương trình hồi quy.4 Hoàn chỉnh thiết kế .

Nội dung được bảo vệ bản quyền — Tải xuống đầy đủ