Thiết kế và chế tạo máy cắt rau củ đa năng

Chia sẻ: Mộ Dung Vân Thư | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:5

Thêm vào BST

Báo xấu

19
lượt xem 7
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Nghiên cứu "Thiết kế và chế tạo máy cắt rau củ đa năng" nhằm chế tạo thành công máy thái rau củ quả được thiết kế và chế tạo loại cao với năng suất cao 300 kg/giờ. Máy được kiểm tra nhiều mặt như: độ dày, chủng loại rau củ quả, độ ổn định… Kết luận, để đạt công suất cao nhất nên cho máy chạy với tốc độ 60 vòng/phút với độ dày 10 mm. Hơn nữa, hệ thống còn cho thấy tính ổn định cao khi đạt công suất 300 kg/h khi chạy liên tục trong 10 giờ. Mời các bạn cùng tham khảo!

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Thiết kế và chế tạo máy cắt rau củ đa năng

THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO MÁY CẮT RAU CỦ ĐA NĂNG Lê Văn Đường, Trần Quốc Tuấn, Phan Trung Kiên* Viện Kỹ thuật, Trường Đại học Công nghệ Thành phố Hồ Chí Minh GVHD: Lê Hồng Hiệu TÓM TẮT Trong nghiên cứu này, máy thái rau củ quả được thiết kế và chế tạo loại cao với năng suất cao 300 kg/giờ. Máy được kiểm tra nhiều mặt như: độ dày, chủng loại rau củ quả, độ ổn định… Kết luận, để đạt công suất cao nhất nên cho máy chạy với tốc độ 60 vòng/phút với độ dày 10 mm. Hơn nữa, hệ thống còn cho thấy tính ổn định cao khi đạt công suất 300 kg/h khi chạy liên tục trong 10 giờ. Từ khóa: Máy cắt rau củ, máy thái rau củ. 1. TỔNG QUAN Theo truyền thống, rau và trái cây được cắt lát bằng dao nhà bếp sắc bén. Nhưng đối với một quy mô sản xuất nhất định, phương pháp này tốn nhiều công sức, thời gian và nguy hiểm cho ngón tay và mắt [1]. Một số nghiên cứu đã được giới thiệu [2-5], nhưng vẫn còn một số hạn chế. Trong nghiên cứu này, chúng tôi đã thiết kế, chế tạo thành công máy thái rau củ quả có tổng kích thước 750 x 450 x 500 mm. (Hình 1a, b). Máy được thiết kế không chỉ đạt hiệu quả cao và ổn định mà còn giảm chi phí. Theo truyền thống, rau và trái cây được cắt lát bằng dao nhà bếp sắc bén. Nhưng đối với một quy mô sản xuất nhất định, phương pháp này tốn nhiều công sức, thời gian và nguy hiểm cho ngón tay và mắt [1]. Một số nghiên cứu đã được giới thiệu [2-5], nhưng vẫn còn một số hạn chế. Trong nghiên cứu này, chúng tôi đã thiết kế, chế tạo thành công máy thái rau củ quả có tổng kích thước 750 x 450 x 500 mm. (Hình 1a, b). Máy được thiết kế không chỉ đạt hiệu quả cao và ổn định mà còn giảm chi phí. Hình 1. Chiến lược thiết kế máy: máy thái rau củ quả trong mô hình (a) và sau khi chế tạo (b). 253
2. PHƯƠNG PHÁP Mẫu thử dùng cho thí nghiệm là cà rốt, củ cải trắng và dưa chuột. Các mẫu thí nghiệm được phân thành mẫu cỡ nhỏ (2mm), mẫu cỡ trung bình (5mm) và mẫu cỡ lớn (10mm). Thước cặp vernier được sử dụng để đo độ dày của các mẫu được chọn trong khi khối lượng được xác định bằng máy cân điện tử. Máy được chạy ở 3 tốc độ khác nhau: 50 vòng/phút, 55 vòng/phút mm/s và 65 vòng/phút để xác định ảnh hưởng của tốc độ đến công suất, độ ổn định và lựa chọn tốc độ phù hợp cho từng mục đích sử dụng (Hình 2. a-c). Mỗi thử nghiệm thử nghiệm được lặp lại ba lần và lấy kết quả trung bình. Hình 2: Kết quả mẫu với các củ và kích cỡ khác nhau (a-c). Máy sau khi thiết kế được mô phỏng bằng phần mềm SolidWorks. Máy được hỗ trợ và tải. Chúng tôi giả định rằng giá đỡ là cứng (còn được gọi là giá đỡ cố định) và tải trọng kéo 2700N được phân bố đều. Hiệu suất thái lát (η) của máy được xác định là: η = Ms/Mt Trong đó Ms = khối lượng nguyên liệu thái lát (kg) và Mt = tổng khối lượng nguyên liệu thái lát và hư hỏng (kg). Công suất thông qua của máy thái được xác định là: T = Ms/t Trong đó: T = năng suất (kg/giờ) và t = thời gian thái (giờ) 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 254
Hình 3. Ứng suất (a) và chuyển vị (b) khi tải trọng đều tác dụng lên khung dầm của máy Kết quả mô phỏng SolidWorks cho thấy phân tích ứng suất và chuyển vị của khung máy. Ứng suất cực đại và độ dịch chuyển cực đại của khung khi tổng lực tác dụng là 2700N lần lượt là: 7,828e +6 N/mm2 (Hình 3a) và 1,541 e -2 mm (Hình 3b). Điều đó cho thấy kết cấu khung có giá trị ứng suất và chuyển vị cục bộ thấp, cho thấy khung máy ổn định và chắc chắn, có thể chịu được lực tác dụng. Hình 4. Ứng suất (a) và chuyển vị (b) khi tải trọng đồng nhất tác dụng lên máy cắt lát Kết quả mô phỏng SolidWorks cho thấy phân tích ứng suất và chuyển vị của máy cắt lát. Ứng suất tối đa và chuyển vị tối đa của dao cắt lát khi tổng lực tác dụng 400N lần lượt là: 1,967e+6 N/mm2 (Hình 4a) và .178e +4 mm (Hình 4b). Điều đó cho thấy cấu trúc máy cắt lát có giá trị ứng suất và chuyển vị cục bộ thấp, cho thấy khung máy ổn định và chắc chắn, có thể chịu được lực tác dụng. 255
Hình 5. Ảnh hưởng của kích thước các loại rau quả đến hiệu quả thái lát Hình 6. Ảnh hưởng của kích thước các loại rau quả đến công suất Ta thấy rằng công suất của củ cải trắng cao nhất đối với độ dày 2 mm (300kg) và thấp nhất là dưa chuột (50kg) đối với độ dày 10 mm (Hình 6). 256
Hình 7. Độ ổn định của khả năng cắt củ cải trắng với độ dày 2 mm Hệ thống cũng cho thấy tính ổn định cao khi đạt công suất 300 kg/giờ khi chạy liên tục trong 10 giờ (Hình 7). 4. KẾT LUẬN Máy thái rau củ quả được thiết kế, chế tạo phù hợp, mang lại hiệu quả cao. Người ta cũng quan sát thấy rằng kích thước của các mẫu ảnh hưởng đến cả hiệu quả cắt và năng suất thông lượng. Hiệu quả cắt lát tăng lên khi tốc độ quay của dao cắt lát tăng từ tốc độ 50 lên 65 vòng/phút (giảm độ dày từ 10 mm xuống 2 mm). Ngoài kết quả này, công suất cao nhất đạt được là 300 kg/giờ đối với moonli có độ dày 2 mm. TÀI LIỆU THAM KHẢO 1. Ezeanya, NC (2020). Development and Performance Evaluation of a Slicing Machine for Selected vegetables, Greener Journal of Physical Sciences, 6(1): 1-9. 2. Agbetoye, L.A, and A. Balogun. 2009. Design and performance evaluation of a multi-crop slicing machine. Proceedings of the 5th CIGR Section VI International Symposium on Food Processing Monitoring Technology in Bioprocess and Food Quality Management Postdam, Germany, 31st August – 2nd September 2009. Pp 626-635. 3. Ehiem, J.C., and S.E. Obetta. 2011, Development of a motorized yam slicer. CIGR Journal, 13(3): 1-10. 4. Elesha, G.C. 2002, Uses and preservation of onion, Unpublished HND project report, Department of Hotel and Catering Management, Kwara state Polytechnic, Ilorin. Pp: 15-23. 5. FAO. 2019. World crop production for 2018. FAO Statistics, 2019. 257