Đang tải... (xem toàn văn)
Hiện nay quy trình chế biến thức ăn chăn nuôi đều có khâu nghiền nhỏ thành phẩm. Vì vậy nhằm tăng năng suất nghiền sắn, người ta đem băm sắn nhỏ trước khi nghiền. Vì vậy máy băm sắn có tác dụng lớn nhằm làm giảm công sức và thời gian cho quá trình nghiền. Đồ án tốt nghiệp khoa Cơ khí đại học Bách Khoa Hà nội. Tính toán. thiết kế và mô phỏng tham số máy băm sắn ứng dụng trong nông nghiệp bằng phần mềm thiết kế CATIA.
Mục lục Mục lục 1 Danh mục hình vẽ Danh mục hình vẽ H4.33. Thay đổi các Constraints của Sketch1 56 H4.34. Thay đổi chiều dài Pad1 56 H4.35. Thay đổi chiều dài Pocket1 57 H4.36. Các Constrainst trên cây chi tiết 57 H5.1. Cửa sổ quản lý thư viện Marco 65 H5.2. Thiết lập giao diện bằng VBA 66 H5.3. Sơ đồ quan hệ giữa các tham số đầu vào và các tham số đầu ra 67 H5.4. Giao diện chương trình thiết kế tự động 68 2 Lời nói đầu Lời nói đầu Hiện nay đất nước ta ngày càng đổi mới, nền kinh tế đã có những thành tựu to lớn và nổi bật. Với những thành tựu ấy, không thể không kể đến những đóng góp của ngành nông nghiệp. Ngày nay việc áp dụng khoa học kỹ thuật vào trong sản xuất, chế tạo là rất quan trọng và không còn mới lạ, nhưng làm thế nào để các ứng dụng khoa học đó có thể đi vào thực tế, giúp cho người nông dân giảm được sức lao động và tăng năng suất thì vẫn còn là một vấn đề thời sự. Đặc biệt trong lĩnh vực máy chế biến thực phẩm, loại máy giúp chế biến các loại sản phẩm nông nghiệp sau thu hoạch, làm đầu vào cho các khâu chế biến tiếp theo. Sản phẩm có được chế biến tốt thì mới có chất lượng tốt và nâng cao được giá trị, có khả năng thâm nhập vào cả những thị trường khó tính như xuất khẩu, qua đó có thể cải thiện và nâng cao được đời sống của người nông dân. Nhận thức được tầm quan trọng của công việc này và được sự đồng ý giúp đỡ của GS.TSKH. Đỗ Sanh - Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội và TS. Nguyễn Tường Vân - Viện Trưởng Viện Máy Nông Nghiệp RIAM, nhóm sinh viên chúng em đã mạnh dạn tìm hiểu, nghiên cứu, thết kế và mô phỏng một số máy trong dây chuyền sản xuất thức ăn gia súc. Nội dung của đồ án này tác giả xin phép được trình bày về nguyên lý hoạt động, thiết kế mô hình, thiết kế tham số và mô phỏng hoạt động của máy băm sắn. Trong quá trình thực tập và tìm tư liệu phục vụ cho đồ án, bản thân tác giả nhận thấy rằng, đối với người làm cơ khí, khi họ có một ý tưởng thì cần phải tốn rất nhiều thời gian và công sức để triển khai các thí nghiệm hay đánh giá mức khả thi của dự án. Với sự phát triển không ngừng của tin học ngày nay, đã có những ảnh hưởng sâu sắc tới các ngành khoa học khác, và cơ khí cũng không thể nằm ngoài sức ảnh hưởng mang tính tất yếu này. Với mong muốn áp dụng những tiến bộ tin học vào lĩnh vực cơ khí, nhằm nâng cao chất lượng thiết kế, giảm công sức và thời gian cũng như tiền của cho người làm thiết kế nói chung, tác giả đã chọn một phần mềm chuyên dụng là phần mềm CATIA để giả quyết vấn đề trên, đây là một bộ phần mềm được Dassault Systemes phát triển, và được tích hợp rất nhiều các module 3 Lời nói đầu chuyên dụng về CAD-CAM-CAE. Nhưng đồ án này chỉ tập trung vào khai thác một số module chính là: - Module thiết kế (CAD). - Module mô phỏng (DMU Kinematics). - Module tự động hóa thiết kế theo tham số đầu vào thay đổi (Automation). Với module thiết kế đầu tiên nhằm mục đích tạo ra một kết cấu chung cho chiếc máy (trong đồ án này chỉ dừng lại ở mức độ mô hình). Module mô phỏng có tác dụng cho thấy hoạt động của máy từ trước khi chế tạo ra sản phẩm thật. Module thứ 3 có nhiệm vụ tham số hóa các kích thước cơ bản của máy. Từ đó, khi thay đổi các tham số đầu vào như công suất máy, sản lượng đầu vào… thì các kích thước của máy cũng thay đổi theo. Toàn bộ đồ án được chia làm 5 chương: Chương I: Phân loại các dạng máy làm nhỏ nông sản Chương II: Tính toán các thông số kỹ thuật của máy băm. Chương III: Tổng quan về CATIA. Chương IV: Thiết kế tham số và mô phỏng máy băm sắn với CATIA. Chương V: Xây dựng chương trình tính toán máy băm sắn bằng VBA trong CATIA. Trong quá trình học tập và làm đồ án, với sự cố gắng nỗ lực hết mình của bản thân, nhưng do CATIA là một phần mềm còn tương đối mới lạ ở Việt Nam, cộng thêm kinh nghiệm làm việc còn chưa nhiều, vì vậy đồ án không thể tránh khỏi những thiếu sót và hạn chế. Tác giả rất mong có được sự đóng góp, chỉ bảo của các thầy cô và các ý kiến góp ý từ phía các bạn đọc cũng như bạn bè đồng nghiệp để đề tài được hoàn thiện hơn. Hà nội, tháng 5 năm 2011. Sinh viên: Đỗ Văn Hiếu 4 Chương I: Phân loại các dạng máy làm nhỏ nông sản CHƯƠNG I: PHÂN LOẠI CÁC DẠNG MÁY LÀM NHỎ NÔNG SẢN 1.1. Phân loại máy làm nhỏ nông sản nói chung: Hiện nay, khi sản xuất thực phẩm có nhiều dạng khác nhau, người ta sử dụng các thiết bị công nghệ cũng hoàn toàn khác nhau. Các thiết bị đó có thể phân loại theo hàng loạt đặc điểm chung như sau: - Tính chất tác dụng lên sản phẩm gia công. - Cấu tạo của chu trình làm việc. - Mức độ cơ khí hóa và tự động hóa. - Nguyên tắc phối hợp trong dây truyền sản xuất. - Chức năng. Ngoài những đặc điểm chung ấy ra, mỗi dạng thiết bị lại vốn sẵn có đặc điểm, tính chất riêng, mà có thể xem như đặc điểm để phân loại cá biệt. Những tính chất và đặc điểm ấy sẽ được nghiên cứu trong những chương tương ứng dành cho các máy khác nhau. 1.1.1.Phân loại theo tính chất tác dụng lên sản phẩm gia công : Những máy trong đó sản phẩm chịu tác dụng cơ học, khi gia công trên máy ấy, sản phẩn không thay đổi tính chất của nó, mà có thể chỉ thay đổi hình dạng, kích thước hoặc nhưng thông số tương tự khác chịu tác dụng cơ học. Những thiết bị như là máy công tác loại đặc biệt, trong đó, sản phẩm cùng chịu những tác dụng như thế (cơ lý, sinh hóa, nhiệt, điện) dưới các tác dụng này chúng thay đổi tính chất vật lý hay hóa học hoặc là trạng thái tổ hợp. Trong một vài trường hợp, thiết bị công nghệ là những máy và thiết bị liên hợp, trong đó được phối hợp cả cơ học, lý hóa, nhiệt và các dạng tác dụng khác. Đặc điểm của máy là: có những bộ phận làm việc chuyển động trực tiếp tác dụng cơ học lên sản phẩm gia công. Đặc điểm của thiết bị là: có một khoảng không gian phản ứng nhất định (buồng làm việc), trong đó tiến hành tác dụng lên sản phẩm với mục đích thay đổi tính chất của nó. Dung tích của khoảng không gian phản ứng và năng suất thiết bị quyết định thời gian của quá trình. Chương I: Phân loại các dạng máy làm nhỏ nông sản 1.1.2. Phân loại theo cấu tạo của quá trình làm việc : - Máy tác dụng gián đoạn : Ở những máy tác dụng gián đoạn, sản phẩm gia công chịu tác dụng trong suốt thời gian của một chu kỳ nhất định và thành phẩm lấy ở máy ra đã qua chu kỳ đó. Sau đó quá trình lại tiếp diễn lặp lại với tính chất chu kỳ. Chế độ làm việc của các bộ phận làm việc của những máy này thay đổi liên tục trong thời gian một chu trình. - Máy tác dụng liên tục. Trong những máy tác dụng liên tục, thời gian của quá trình làm việc được ổn định, nạp sản phẩm ban đầu và lấy thành phẩm ra được tiến hành đồng thời. Các bộ phận làm việc của những máy như thế làm việc trong những điều kiện ổn định. Như vậy những bộ phận và chi tiết có công dụng giống nhau của các máy tác dụng gián đoạn đòi hỏi một phương pháp tính toán và thiết kế khác nhau. 1.1.3. Phân loại theo mức độ cơ khí hóa và tự động hóa : - Các máy không tự động: Ở những máy không tự động, các nguyên công phụ (nạp, tháo, dịch chuyển, kiểm tra) và một vài nguyên công công nghệ được thực hiện khi con người tác dụng trực tiếp lên đối tượng lao động. Trong những máy như thế, các cơ cấu và công cụ chỉ giảm nhẹ lao động cho con người chứ không loại bỏ hẳn được nó. - Các máy bán tự động : Ở những máy bán tự động, tất cả các nguyên công công nghệ và các quá trình chủ yếu được thực hiện bằng máy, chỉ có một vài nguyên công phụ còn thực hiện bằng tay như: vận chuyển, kiểm tra - Các máy tự động: Ở những máy tự động, các nguyên công công nghệ và các quá trình cũng như tất cả các nguyên công và các quá trình phụ, kể cả vận chuyển và kiểm tra đều được thực hiện bằng máy. * Đặc điểm của những máy bán tự động và tự động là ngoài những bộ phận và những cơ cấu thông thường và những bộ phận sẵn có ở trong máy đó, còn có những bộ phận và cơ Chương I: Phân loại các dạng máy làm nhỏ nông sản cấu đặc biệt dùng để đảm bảo tác dụng tự động của máy. Trong quá trình phát triển thường xuyên và hoàn thiện hóa nghành công nghiệp thực phẩm Liên Xô, tất cả các máy dùng để sản xuất thực phẩm được thay thế liên tục bằng những máy bán tự động và sau đó bằng những máy hoàn toàn tự động. 1.1.4. Phân loại theo nguyên tắc phối hợp trong dây chuyền sản xuất : - Những máy riêng lẻ. - Những máy tổ hợp hoặc bộ máy. - Những máy liên hợp. - Hệ thống máy tự động. 1.1.5. Tìm hiểu một số dạng máy nghiền và cắt : Trong thực tế quá trình băm cũng là một phương pháp làm nhỏ nông sản như quá trình nghiền và cắt. Vì vậy ta có thể tìm hiểu và tham khảo hai dạng máy này để phục vụ cho việc chế tạo máy băm thêm phần dễ dàng hơn. 1.1.5.1.Máy để nghiền thực phẩm: Trong nhiều ngành sản xuất thực phẩm, để chế biến sản phẩm cần phải nghiền nguyên liệu ban đầu hay bán thành phẩm với mục đích được hỗn hợp hạt rời hạt mịn nào đấy. Ví dụ các máy nghiền được dùng trong lĩnh vực công nghiệp thực phẩm như sau: trong công nghiệp xay bột – để nghiền hạt ngũ cốc thành bột, trong công nghiệp thức ăn gia súc tổng hợp – để nghiền hạt và cỏ khô thành bột và các chất bổ sung khác (muối, phấn, vi nguyên tố, vitamin, kháng sinh) thành bột, cũng như để nghiền thô khô dầu, lõi ngô và thân rau khô, quả khô và các chất bổ sung khác (đường, muối ) thành bột; trong sản xuất cafe đắng – để nghiền thành những hạt tấm nhỏ (hạt cafe, hạt dẻ, gạo đại mạch ); trong công nghiệp bánh kẹo – để nghiền bán thành phẩm có chứa chất béo (cacao vụn, nhân hạt hồ đào và hạnh nhân, bột nhão sôcôla và hồ đào), nghiền đường cát thành bột, nghiền các phế phẩm trong sản xuất sôcôla. Phân loại máy nghiền: Chương I: Phân loại các dạng máy làm nhỏ nông sản Đặc tính của máy Các nhóm máy Máy nghiền đĩa Máy nghiền trục Máy nghiền tác dụng va đập và ma sát – va đập Nguyên tắc tác dụng của các bộ phận làm việc của máy lên sản phẩm gia công. Phạm vi tốc độ vòng của các bộ phận làm việc của máy theo m/s Tính chất nghiền Nhiều lần phá hủy vật liệu nghiền bằng nén và dịch trượt. 7-68 Trung bình và mịn Một lần hay nhiều lần phá hủy vật liệu nghiền bằng nén và dịch trượt cũng như thay đổi hình dạng sản phẩm và phá hủy cấu trúc của chúng. 0,5-14 Thô, trung bình và mịn và còn ép nữa Nhiều lần phá hủy vật liệu nghiền bằng va đập hay va đập và chà xát. 40-20 và lớn hơn Trung bình, mịn và rất mịn Một số loại máy nghiền phổ biến: Chương I: Phân loại các dạng máy làm nhỏ nông sản H1.1. Máy nghiền trục đứng H1.2. Máy nghiền búa kiểu trục Chương I: Phân loại các dạng máy làm nhỏ nông sản H1.3. Máy nghiền 1 trục H1.4. Máy nghiền 3 trục 1.1.5.2. Máy để cắt thực phẩm: Cắt giống như một trong những phương pháp nghiền được thực hiện bằng lưỡi dao, bằng bàn dao, bằng dao thanh răng hay bằng lưỡi cưa mà trong đó dụng cụ cắt bị nêm chặt vào sản phẩm gây nên ứng suất tiếp xúc đủ để khắc phục tất cả sức cản sinh ra trong đó ở thời điểm phá hủy. Đối với những máy cắt dùng trong công nghiệp thực phẩm có những yêu cầu đặc biệt như sau. Cấu tạo dao phải cho phép thay đổi được chiều dày của miếng nguyên liệu khi thái ra hay chiều rộng của dải sản phẩm khi cắt mà không thay dao, dao phải tách được các cục sản phẩm bằng cách cắt mà không bứt xé chúng ra (ở đây trong máy băm thì loại trừ yêu cầu này), không làm biến dạng rõ rệt sản phẩm ban đầu và không làm cho nước ép trong sản phẩm chảy ra, lưỡi dao khi mài mòn phải đồng đều theo tất cả chiều dài của nó và dễ mài sắc, khi đưa sản phẩm vào cắt và lấy chúng ra từ bên dưới dao phải đảm bảo giữ được chất lượng của sản phẩm ban đầu. Sản phẩm của thực phẩm đem cắt, theo tính chất cơ học có thể là vật thể giòn hay dẻo, đồng nhất hoặc không đồng nhất, trong thành phần bản thân chúng có các nguyên tố liên kết (thớ ) với độ bền lớn hơn khối lượng sản phẩm cơ bản. Ngoài ra sản phẩm đem [...]... Chương IV: Thiết kế tham số và mô phỏng máy băm sắn với CATIA CHƯƠNG IV: THIẾT KẾ THAM SỐ VÀ MÔ PHỎNG MÁY BĂM SẮN VỚI CATIA Ở chương này chúng ta sẽ dùng CATIA để thiết kế và mô phỏng máy băm sắn theo các bước cơ bản như sau: Thiết kế từng bộ phận (Part Design) Thiết kế bản vẽ lắp (Assembly Design) Mô phỏng (DMU Kinematics) H4.1 Sơ đồ quá trình thiết kế và mô phỏng máy băm sắn 4.1 Thiết kế từng bộ... cách thiết kế chi tiết vỏ máy Để tiện cho việc theo dõi các bước, ở đây tác giả sẽ đưa ra hình dáng của nó sau khi thiết kế như sau: Chương IV: Thiết kế tham số và mô phỏng máy băm sắn với CATIA H4.3 Hình dáng của vỏ máy băm sau khi thiết kế - Khởi động CATIA với giao diện ban đầu - Chọn File/New, một bảng lựa chọn hiện ra: H4.4 Tạo một Part mới Nhấn OK ta có: Chương IV: Thiết kế tham số và mô phỏng máy. .. Thiết kế tham số và mô phỏng máy băm sắn với CATIA thước trên sẽ được tham số hóa trong phần truyền tham số để phù hợp với các tham số đầu vào) - Dùng lệnh Exit Workbench để đóng Sketch lại và quay về với màn hình phác thảo 3D - Dùng lệnh Pad để tạo ra hình dưới H4.8 Tạo Part1 - Dùng lệnh Shell để khoét rỗng lỗ vừa tạo và tạo bề dày cho vỏ : Chương IV: Thiết kế tham số và mô phỏng máy băm sắn với CATIA. .. nhiều thời gian, do đó việc chế tạo một máy băm sắn là thực sự cần thiết Vì trên thực tế loại máy băm này chưa có nhiều do vậy để có thể tính toán và thiết kế máy băm sắn ta có thể tham khảo một số máy nghiền vì chúng có cấu tạo và quá trình hoạt động tương đối giống với máy băm sắn mà ta cần thiết kế 2.2 Tìm hiểu về máy băm sắn : Theo khái niệm đã nêu ở phần trên, băm là các quá trình biến các chất rắn... dùng CATIA để thiết kế các chi tiết cấu thành nên máy băm sắn Và sau đây xin được đưa ra hình dạng kết cấu của các chi tiết khi chưa được lắp ráp: Chương IV: Thiết kế tham số và mô phỏng máy băm sắn với CATIA H4.2 Các chi tiết của máy băm khi chưa lắp ráp Để ngắn gọn, ở đây tác giả chỉ xin trình bày về cách thiết kế chi tiết quan trọng trong máy, đó là chi tiết khung máy băm Các chi tiết khác sẽ được thiết. .. H4.9 Bảng thông số khi khoét vỏ H4.10 Shell vỏ máy -Chọn mặt phẳng như hình dưới và tạo Pocket cho hai mặt bên: Chương IV: Thiết kế tham số và mô phỏng máy băm sắn với CATIA H4.11 Pocket1 hai mặt - Tiếp tục ta chọn mặt phẳng vừa tạo Pocket và tạo ra Sketch (Sketch 6 trên cây quản lý): H4.12 Sketch 6 - Dùng lệnh Pad để tạo Pad sau: Chương IV: Thiết kế tham số và mô phỏng máy băm sắn với CATIA H4.13 Pad... thuộc vào hình dạng của mặt phẳng phân chia, vào tính chất cơ lý của sản phẩm, vào chất lượng cắt và công suất của máy Sản phẩm mà máy băm ta thiết kế ở đây là những miếng sắn vụn nhỏ, hình dạng to nhỏ khác nhau Do vậy Chương II: Tính toán các thông số kỹ thuật của máy băm sắn bộ phận làm việc gồm buồng để cấp nguyên liệu vào, nó có hình phễu như trong một số loại máy xát gạo và được thiết kế với... củ sắn sẽ bị phá vỡ phù hợp với yêu cầu Chương II: Tính toán các thông số kỹ thuật của máy băm sắn 2.4 Tính toán xác định các thông số kỹ thuật của máy : Tùy theo yêu cầu năng suất cần băm, do vậy thùng máy được chế tạo đảm bảo đúng yêu cầu chứa số lượng nguyên liệu đưa ra Qua tham khảo một số loại máy nghiền hiện nay và công nghệ để gia công rôto máy, ở đây tác giả chọn đường kính vòng đĩa dao băm. .. đập, nén vỡ, chà xát, chia cắt và các yếu tố khác Nguyên liệu được đưa vào máy băm một cách tự do hay cưỡng bức Do đó ta có thể lập sơ đồ khối chế tạo máy băm như sau : Động Bộ Trục dao Máng cơ truyền đai băm trượt H2.1 Sơ đồ khối của máy băm sắn Về cấu tạo các bộ phận làm việc của máy băm là các cơ cấu và thiết bị để đưa sản phẩm vào trong vùng làm việc của máy để băm và lấy sản phẩm ra Cấu tạo của... THUẬT CỦA MÁY BĂM SẮN 2.1 Cơ sở lý thuyết và thực tế tham khảo mẫu máy để tính toán thiết kế máy băm sắn: Hiện nay, quy trình chế biến thức ăn chăn nuôi hầu như đều có khâu nghiền nhỏ thành phẩm Vì vậy nhằm tăng năng suất khi nghiền sắn người chế tạo đã đưa ra sáng kiến: trước khi đem sắn đi nghiền thì nên băm nhỏ hoặc thái sắn củ ra nhưng việc thái những củ sắn sau khi thu hoạch về rất mất công và mất . hình vẽ Danh mục hình vẽ H4.33. Thay đổi các Constraints của Sketch1 56 H4.34. Thay đổi chiều dài Pad1 56 H4.35. Thay đổi chiều dài Pocket1 57 H4.36. Các Constrainst trên cây chi tiết 57 H5.1. Cửa. dân. Nhận thức được tầm quan trọng của công việc này và được sự đồng ý giúp đỡ của GS.TSKH. Đỗ Sanh - Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội và TS. Nguyễn Tường Vân - Viện Trưởng Viện Máy Nông Nghiệp