Đồ Án Tốt Nghiệp 1 GVHD: Ths Trần Doãn Hùng SVTH: Trần Trung Kiên Lớp 43CT LỜI MỞ ĐẦU Ngày nay với sự tiến bộ của khoa học kỹ thuật máy móc thiết bị được đưa vào áp dụng nhiều trong sản xuất, đó là một xu thế tất yếu nhằm nâng cao năng suất, chất lượng giảm giá thành và dần thay thế sức lao động của con người, nhất là trong thời kỳ chuyển mình của đất nước ở giai đoạn: Công nghiệp hóa - Hiện đại hóa đất nước, hội nhập kinh tế. Từ lâu ngành chế biến thủy sản ở Khánh Hòa là một trong những thế mạnh của tỉnh, trong đó có nghề chế biến nước mắm đã có từ lâu đời và thương hiệu nước mắm nhỉ cá cơm đã trở thành thương hiệu và đang từng bước chinh phục thị trường trong, ngoài nước. Tuy nhiên, các cở sở sản xuất nước mắm ở Nha Trang vẫn chưa được quy hoạch, chủ yếu sản xuất vẫn mang tính riêng lẻ thủ công, chưa áp dụng công nghệvà máy móc vào trong sản xuất. Vì vậy muốn hội nhập vào guồng quay của kinh tế thị trường thì yêu cầu cấp thiết là phải áp dụng kỹ thuật vào trong sản suất để đáp ứng được yêu cầu về chất lượng cũng như năng suất. Trước tình hình đó, bộ môn Chế tạo máy - Khoa cơ khí - Trường Đại Học Nha Trang đã tìm ra một số đề tài yêu cầu thiết kế một số máy công tác phục vụ cho sản suất. Trong đó có đề tài: Thiết kế kỹ thuật máy rót nước mắm tự động vào chai 0,5 lít, phục vụ các xưởng chế biến nước mắm tại Nha Trang với năng suất 50 l/giờ. Đây cũng là đề tài mà em được bộ môn giao phó thực hiện, với các nội dung chủ yếu 1. Tổng quan về sản xuất nước mắm tại Nha Trang trong các năm gần đây 2. Lựa chọn phương án thiết kế. 3. Tính toán động lực học của máy. 4. Tính sức bền của các chi tiết. 5. Lập quy trình chế tạo một chi tiết điển hình. Trong thời gian thực hiện đề tài em đã cố gắng học hỏi, tìm hiểu tài liệu tham khảo và được sự giúp đỡ của thầy giáo hướng dẫn, đến nay đề tài đã hoàn thành. Nhưng do năng lực và kiến thức còn hạn chế nên đề tài không thể tránh khỏi thiếu sót. Em rất mong được sự hướng dẫn và chỉ bảo của các quý thầy cô và các bạn sinh viên để đề tài càng hoàn thiện hơn. PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com Đồ Án Tốt Nghiệp 2 GVHD: Ths Trần Doãn Hùng SVTH: Trần Trung Kiên Lớp 43CT LỜI CẢM ƠN Trước hết em xin chân thành cảm ơn Bộ môn Chế tạo máy – Khoa cơ khí – Trường Đại Học Nha Trang đã tạo điều kiện cho em thực hiện đề tài mang tính thực tiễn này. Trong suốt thời gian học tập ở trường, với phương pháp và kiến thức cơ bản mà quý thầy cô đã truyền đạt cùng với những điều học hỏi từ bạn bè, em hy vọng với hành trang nhỏ bé đó chúng em sẽ nhanh chóng hội nhập với xã hội và có lẽ để phục vụ cho mục đích cuối cùng là làm giàu cho bản thân, cho gia đình và cho xã hội. Để có thành công trước mắt cũng như mục tiêu lâu dài mỗi chúng ta phải luôn tự cố gắng phấn đấu. Để thu được những thành quả đó chúng em không thể không nhớ đến các quý thầy cô đã tận tình dậy dỗ chúng em với tất cả tâm huyết của mình trong suốt thời gian qua. Thành công lớn và có nhiều ý nghĩa đối với em đó là đề tài tốt nghiệp, đề tài này được hoàn tất với sự giúp đỡ và dạy bảo của tập thể quý cô – thầy khoa cơ khí nói chung, bộ môn chế tạo máy nói riêng và các cán bộ kỹ thuật của cơ sở sản xuất nước mắm Phương Trang: 11B Tân Phước – Bình Tân; công ty cổ phần thủy sản 548 Nha Trang: 584 Lê Hồng Phong qua đây em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc vì sự giúp đỡ đó và đến các quý thầy trong khoa cơ khí như: PGS.TS Nguyễn Văn Ba, PGS.TS Phạm Hùng Thắng, ThS Trần An Xuân, ThS Trần Ngọc Nhuần, ThS Trần Doãn Hùng, ThS Đặng Xuân Phương, ThS Nguyễn Văn Tường, ThS Đinh Bá Hùng Anh … Đặc biệt, cuối cùng cho em gửi lời cảm ơn sâu sắc đến thầy giáo ThS Trần Doãn Hùng đã bỏ nhiều thời gian quý giá của thầy để tận tình giúp đỡ và hướng dẫn tôi thực hiện đề tài này. Nha trang, tháng 6 năm 2007 Sinh viên Trần Trung Kiên PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com Đồ Án Tốt Nghiệp 3 GVHD: Ths Trần Doãn Hùng SVTH: Trần Trung Kiên Lớp 43CT CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ TÌNH HÌNH SẢN XUẤT NƯỚC MẮM Ở NHA TRANG Lịch sử làm nước mắm của nhân dân ta đến nay chưa có một tài liệu nào ghi chép lại. Nhưng nước mắm của ta là loại nước chấm khá đặc trưng được chế biến từ cá và muối với một quá trình phân giải phức tạp do tác dụng của enzim trong cá và vi sinh vật của cá hoặc từ ngoài vào. Nước ta có hơn hai nghìn cây số bờ biển. Nghề đánh cá và làm muối đã phát triển từ lâu. Có thể nói rằng nghề nước mắm và các sản phẩm chế biến khác từ cá và muối là một công trình sáng tạo của nhân dân ta. Nó đã phát sinh trong quá trình sản xuất ngay từ khi nghề đánh bắt cá và làm muối ra đời, nghĩa là cách đây hơn 500 – 600 năm. Từ đó nghề làm nước mắm được truyền từ đời này sang đời khác theo một công thức nhất định, cho tới những năm gần đây các địa phương đã dần cải tiến phương pháp chế biến cho thích hợp với thị hiếu của người tiêu dùng. Khánh Hòa là một tỉnh duyên hải Nam Trung Bộ Việt Nam là một trong những tỉnh phát triển của nước ta. Khánh Hòa có diện tích tự nhiên là 5.197 km 2 và có khoảng 1.300.000 người (2006). Khánh Hòa giáp với tỉnh Phú Yên về hướng Bắc, tỉnh Đắk Lắk về hướng Tây Bắc, tỉnh Lâm Đồng về hướng Tây Nam, tỉnh Ninh Thuận về hướng Nam, và biển Đông về hướng Đông. Tỉnh lỵ của Khánh Hòa là thành phố Nha Trang với diện tích tự nhiên là 251 km 2 , dân số khoảng 400.000 người (2006). Phía bắc giáp xã Ninh Ích, huyện Ninh Hòa, phía Nam giáp các xã Cam Hải, Cam Tân thị xã Cam Ranh, phía Tây giáp các xã Diên An, Diên Phú huyện Diên Khánh, phía Đông giáp Biển Đông. Bờ biển tỉnh Khánh Hòa kéo dài từ xã Đại Lãnh tới cuối vịnh Cam Ranh có độ dài khoản 385 km (tính theo mép nước) với nhiều cửa lạch, đầm vịnh, với hàng trăm đảo lớn, nhỏ và vùng biển rộng lớn. Với hàng loạt danh lam thắng cảnh được thiên nhiên ban tặng, Khánh Hòa phát triển khá mạnh về du lịch và kéo theo hàng loạt dịch vụ. Là tỉnh có địa hình thuận lợi bờ biển trải dài với nguồn tài nguyên thủy sản phong phú rất thuận lợi cho khai thác đánh bắt cũng như nuôi trồng thủy sản…kéo theo đó là nghề sản xuất nước mắm ở Nha Trang ngày một phát triển PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com Đồ Án Tốt Nghiệp 4 GVHD: Ths Trần Doãn Hùng SVTH: Trần Trung Kiên Lớp 43CT Từ lâu nước mắm Nha Trang đã có thương hiệu và chinh phục được thị hiếu của người tiêu dùng. Đến nay thành phố Nha Trang có trên 100 cơ sở, doanh nghiệp chuyên sản xuất kinh doanh nước mắm, sản lượng chế biến đạt trên 15 triệu lít/năm. Các vùng sản xuất nước mắm ở Nha Trang tập trung chủ yếu ở các phường Vĩnh Trường, Vĩnh Nguên, Phước Long. Tuy nhiên các cở sở sản xuất nước mắm này vẫn chưa được quy hoạch, không phù hợp với điều kiện cơ sở vật chất, các yếu tố về môi trường, chủ yếu là sản xuất vẫn mang tính riêng lẻ thủ công, chưa áp dụng công nghệ máy móc vào trong sản xuất. Thành phần hóa học của nước mắm Thành phần của nước mắm là sự kết hợp tổng hòa giữa các thành phần dinh dưỡng (các thành phần hóa học cơ bản và các thành phần tạo giá trị cảm quan (màu, mùi vị…). Thành phần nước mắm biến đổi liên tục trong quá trình chế biến. Nước mắm được chế biến theo phương pháp cổ truyền sau 6 tháng coi như là đã chín và thành phần của chúng cũng tạm coi là đã ổn định. Tuy vậy từ sau 6 tháng chúng vẫn tiếp tục biến đổi. Thành phần hóa học của nước mắm gồm có - Các chất đạm chiếm hàm lượng chủ yếu trong nước mắm và nó cũng là thành phần quyết định giá trị dinh dưỡng của nước mắm, bao gồm: nitơ toàn phần, nitơ axit amin, nitơ các chất bay hơi - Các chất bay hơi và các chất khác như: NaCl, Ca, Mg, I, P, Br, B 1 , B 2 , B 12 . PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com Đồ Án Tốt Nghiệp 5 GVHD: Ths Trần Doãn Hùng SVTH: Trần Trung Kiên Lớp 43CT CHƯƠNG 2 CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ 2.1 Cơ sở chọn phương án thiết kế Chọn phương án thiết kế là một phần rất quan trọng trong công việc thiết kế chế tạo máy. Chọn phương án thiết kế là ta đi tìm hiểu, phân tích đánh giá các phương án và tính toán kinh tế các phương án đã đưa ra để cuối cùng chọn ra một phương án tối ưu nhất. Phương án tối ưu nhất là phương án được lựa chọn để thiết kế chế tạo do đó nó phải đảm bảo được nhiều nhất các yêu cầu sau: Thỏa mãn các yêu cầu kinh tế, kỹ thuật mà cụ thể là: Máy được chế tạo ra khi làm việc phải có độ tin cậy cao, hiệu suất làm việc, năng suất lao động phù hợp với yêu cầu sản xuất. Tuổi thọ cao, chi phí chế tạo, lắp ráp, sửa chữa và trang thiết bị thay thế cho máy là thấp nhất. Ngoài những yêu cầu trên, việc chọn phương án thiết kế còn phải chú ý đến những yêu cầu về khả năng cải tiến, nâng cấp cho máy khi có nhu cầu cần tăng năng suất máy. Máy phải đảm bảo ít gây tiếng ồn, hình dáng của máy có tính thẩm mỹ và tính công nghiệp cao, thao tác sử dụng dễ dàng, kết cấu máy không quá phức tạp. Yêu cầu kinh tế kỹ thuật: - Độ tin cậy cao. - Hiệu suất làm việc cao PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com Đồ Án Tốt Nghiệp 6 GVHD: Ths Trần Doãn Hùng SVTH: Trần Trung Kiên Lớp 43CT 2.2 Chọn phương án thiết kế hệ thống rót 2.2.1 Phương án 1 Sử dụng cơ cấu kiểu van định lượng ngắt bằng không khí dùng van ba ngả 1 – Bình lường 2 – Van ba ngả 3 – Ống rỗng 4 – Ống nối nguyên liệu vào 5 – Ống nguên liệu ra Hình 2-1 PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com Đồ Án Tốt Nghiệp 7 GVHD: Ths Trần Doãn Hùng SVTH: Trần Trung Kiên Lớp 43CT · Nguyên lý làm việc của hệ thống Ống nối 4 (để nạp đầy bình lường) và ống 5 để rót thể tích chất lỏng đã được định lượng. Thể tích chất lỏng đi vào trong bình lường 1 phụ thuộc vào vị trí đầu bên dưới của ống 3 hở cả hai đầu. Khi van ở vị trí hình bên phải, chất lỏng dưới áp suất thủy tĩnh đi vào trong bình lường 1 đẩy không khí trong bình ra qua ống 3. Khi chất lỏng dâng đến mép duới của ống 3 thì không ra được nữa, còn chất lỏng trong bình luờng được dâng lên cao hơn mép dưới của ống 3 một đoạn là h phụ thuộc vào mức chất lỏng trong thùng rót. Áp suất không khí trên chất lỏng sẽ ngăn việc nạp tiếp tục vào bình lường 1, còn lối ra bị đóng, chất lỏng trong ống 3 sẽ dâng lên theo quy tắc hai bình thông nhau nó được xác định bằng mực chất lỏng ở trong thùng rót. Như vậy là chấm dứt một chu trình định lượng. Thể tích được điều chỉnh bằng nâng hoặc hạ ống 3 xuống. Để tháo chất lỏng vào trong chai thì quay van ba ngả ngược chiều kim đồng hồ một góc 90 độ (hình bên trái) · Đặc điểm của hệ thống - Cơ cấu đơn giản, dễ sử dụng - Khi van mòn, dễ bị muối kết tinh làm kẹt, khó tự động hóa PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com Đồ Án Tốt Nghiệp 8 GVHD: Ths Trần Doãn Hùng SVTH: Trần Trung Kiên Lớp 43CT 2.2.2 Phương án 2 Sử dụng cơ cấu van rót nhiều cỡ 1 – Ti van 2 – Lò xo 3 – Tấm đệm dưới 4 – Chai (hộp) 5 – Thùng chứa 6 – Ống thông khí 7 – Ống trụ (bạc) 8 – Tấm đệm trên 9 – Đĩa đệm 10 – Đĩa đẩy chai (hộp) 11 – Ống cao su Hình 2-2 · Nguyên lý làm việc của hệ thống Gồm ống trụ 7 được lắp chặt ở đáy bình chứa, bên ngoài ống trụ là ống cao su. Ống cao su có thể đàn hồi, ở dưới ống đặt một tấm đệm và bên ngoài ống đặt một lò xo hình côn. Lò xo có tác dụng luôn đẩy ống cao su ép lên bề mặt của ti van Ti van: được cố định vào thùng chứa bằng ống thông khí 6. PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com Đồ Án Tốt Nghiệp 9 GVHD: Ths Trần Doãn Hùng SVTH: Trần Trung Kiên Lớp 43CT Ở trạng thái nghỉ: lúc này ti van áp chặt lên bề mặt của tấm đệm bịt kín khe hở giữa ti van và tấm đệm 3. Ở trạng thái rót: dùng một lực đẩy chai lên phía trên ép chặt lên tấm đệm 3 khi đó ống cao su bị đẩy lên phía trên và khe hở giữa tấm đệm và ti van mở ra dịch chảy từ thùng chứa xuống chai, không khí ở trong chai thoát ra ngoài qua ống thông khí 6. Sau một thời gian rót hạ hộp xuống, khi đó lò xo 2 đang bị nén sẽ đẩy ống cao su và tấm đệm xuống ép chặt lên mặt ti van và dịch không thể chảy ra ngoài được. · Đặc điểm của hệ thống - Có thể rót được nhiều kích cỡ chai khác nhau - Khó định lượng được thể tích của chất lỏng cần rót - Chỉ phù hợp để rót vào hộp, khó rót vào chai PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com Đồ Án Tốt Nghiệp 10 GVHD: Ths Trần Doãn Hùng SVTH: Trần Trung Kiên Lớp 43CT 2.2.3 Phương án 3 Sử dụng van rót kiểu ngắt bằng không khí sử dụng 1 – Thùng chứa 2 – Thân van 3 – Ống trụ 4 – Khoang rỗng 5,6,7 – Khe hở 8 – Tấm đệm 9 - Ống thông khí 10 – Lò xo 11 – Chai Hình 2-3 · Nguyên lý làm việc của hệ thống Gồm một thân van 2 đặt ở dưới đáy của thùng chứa1, thân van có dạng phễu và có thể tích bằng lượng dịch can rót vào trong chai. Trong thân van có một ống thông khí 9, trên thành thân van có khoét các lỗ 5,6. Ở phía dưới đặt một tấm đệm 8 làm bằng cao su. PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com [...]... Trần Dỗn Hùng CHƯƠNG 3 TÍNH TỐN ĐỘNG LỰC HỌC CỦA MÁY 3.1 Cơ sở tính tốn các thơng số 3.1.1 Chọn năng suất cho máy Với mục đích là thiết kế máy rót nước mắm bán tự động, có khả năng làm tiền đề đi tới tự động hồn tồn để phục vụ cho những cơ sở chế biến nước mắm ở thành phố Nha Trang Một trong những u cầu quan trọng và được đặt lên hàng đầu là máy thiết kế ra phải phù hợp với điều kiện cũng như quy mơ... và thuận lợi trong sản xuất kinh doanh, giảm chi phí cho thiết kế chế tạo máy chúng ta sẽ tính tốn, thiết kế cho hệ thống rót nước mắm bán tự động vào chai thủy tinh có dung tích là 0,5 lit Trên cơ sở đó tính tốn cho việc rót vào chai 0,75 lít và 1 lít trên khi có nhu cầu mà khơng cần phải thay đổi nhiều kết cấu của máy rót vào chai dung tích 0,5 lít SVTH: Trần Trung Kiên PDF created with pdfFactory... bảo năng suất, giảm bớt chi phí thời gian, giảm chi phí sức lao động cho con người, đảm bảo vệ sinh an tồn thực phẩm theo tiêu chuẩn an tồn trong nước cũng như quốc tế Từ mục đích được đặt ra trên đây ta thấy máy được thiết kế nhằm phục vụ cho các cơ sở, các xưởng sản xuất ở thành phố Nha Trang nên khơng u cầu năng suất máy khơng cần thiết q lớn Căn cứ vào tình hình sản xuất chúng tơi chọn năng suất máy. .. suất máy là 50 (lít/giờ), rót vào chai 0,5 lít (chai được sử dụng khá phổ biến) , dạng chai thủy tinh vì chai thủy tinh giữ được màu tươi ngon của nước mắm được lâu hơn nên hạn sử dụng sẽ dài hơn rất thuận tiện cho việc bảo quản và khi phải vận chuyển đi xa Trên thị trường hiện nay dung tích của chai đựng nước mắm chủ yếu là chai 0,5 lít, một số ít chai dung tích 0,75 và 1 lít Vậy để chủ động và thuận... Chọn số lượng van rót, cách bố trí van và việc tiếp liệu Chọn số lượng van rót và cách bố trí van có ý nghĩa rất lớn trong việc thiết kế Do vậy cũng có thể coi đây là một trong những cơ sở để chọn phương án thiết kế máy Ta chọn số lượng van rót là 3 van để phù hợp với năng suất và mỗi van đặt cách nhau một góc là 1200 vì thức chuyển động của van rót là chuyển động quay tròn cùng với thùng Hình 3-5... Ths Trần Dỗn Hùng Ngun lý làm việc của máy Cấp điện cho động cơ (1), động cơ hoạt động và truyền chuyển động cho bánh vít trục vít (3) qua đai (2), thùng (7) quay nhờ nối cứng với trục (4), phía dưới thùng đặt 3 van rót Để rót được chất lỏng vào chai (9) thì các đầu của ống rót (5) được đặt đúng tâm của các đĩa mang chai (10), các đĩa mang chai quay cùng vận tốc với thùng Cam (12) có hai phần, phần cao... xuống chai Hạ chai xuống, lúc này lò xo số 10 đang bị nén lập tức đẩy thân van xuống vị trí thấp nhất, các khe hở số 5,6 lại được bịt kín, than van chìm vào trong chất lỏng, dịch lại tràn vào trong thân van Trong q trình rót khơng khí trong hộp thốt ra ngồi qua ống thơng khí 9 · Đặc điểm của hệ thống - Dễ định lượng được thể tích cần rót - Năng suất cao, khả năng tự động hố cao - Chỉ phù hợp với điều... khít các lỗ 4 và lỗ 6 của cặp van trượt, nhờ đó mà chất lỏng ở trong bình lường 2 chảy vào chai Sau khi chảy hết chất lỏng thì bình lường hạ xuống nhờ lực nén của lò xo bị nén khi rót và được nạp chất lỏng và lặp lại chu trình · Đặc điểm của hệ thống - Dễ định lượng được thể tích cần rót - Cơ rót cấu đơn giản, dễ sử dụng - Thay thế, sửa chữa nhanh, dễ chế tạo - Dễ tự chuyển từ bán tự động sang tự động. .. thể rót cả chai nhựa và chai thủy tinh 2.3 Chọn phương án thiết kế Qua phân tích các phương án và ưu nhược điểm của chúng, chúng tơi nhận thấy phương án 6 (Sử dụng cơ cấu rót có bình lường và van trượt) là phương án có nhiều ưu điểm phù hợp với u cầu với quy mơ sản xuất cũng như chế tạo Từ đó chúng tơi quyết định chọn phương án: Sử dụng cớ cấu rót có bình lường và van trượt làm phương án thiết kế SVTH:... chọn động cơ Theo mơ hình ngun lý hoạt động của hệ thống thì mơ men xuắn trên trục truyền là: Mx = P.l Với: P = k.Fms Fms = f.N Trong đó: Fms – Lực ma sát lăn giữa con lăn với mặt cam rót và ma sát giữa con lăn với ổ N – Lực nén lớn nhất của lò xo tại thời điểm rót f – Hệ số ma sát: f = 0,15 l – Khoảng cách từ con lăn đến trục truyền: l = 220 (mm) k – Hệ số an tồn: k = 1,5 Hệ thống làm việc dài hạn với . cầu thiết kế một số máy công tác phục vụ cho sản suất. Trong đó có đề tài: Thiết kế kỹ thuật máy rót nước mắm tự động vào chai 0,5 lít, phục vụ các xưởng chế biến nước mắm tại Nha Trang với năng. TÍNH TOÁN ĐỘNG LỰC HỌC CỦA MÁY 3.1 Cơ sở tính toán các thông số 3.1.1 Chọn năng suất cho máy Với mục đích là thiết kế máy rót nước mắm bán tự động, có khả năng làm tiền đề đi tới tự động hoàn. ra trên đây ta thấy máy được thiết kế nhằm phục vụ cho các cơ sở, các xưởng sản xuất ở thành phố Nha Trang nên không yêu cầu năng suất máy không cần thiết quá lớn. Căn cứ vào tình hình sản