Đồ án Thiết kế sơ bộ máy đóng gói cà phê

Lời mở đầu Trong thời đại ngày nay , các loại máy móc ít nhiều đều có tính chất tự động hoặc bán tự động . Đặc biệt trong lĩnh vực sản xuất hàng tiêu dùng và sản xuất thực phẩm , các hệ thống máy tự động đang ngày càng chiếm vai trò then chốt trong việc làm giảm giá thành sản phẩm và tăng năng suất lao động . Đối với khâu đóng gói sản phẩm , việc sử dụng các loại máy tự động để thay thế cho công việc đóng gói thủ công là một đều tất yếu vì đây là khâu tốn rất nhiều sức lao động cho những công việc lặp đi lặp lại một cách không cần thiết . Do đó , trong hoàn cảnh nước ta hiện nay , nhu cầu đối với các loại máy đóng gói là rất lớn và rất đa dạng . Tuy nhiên , lâu nay thị trường này vốn thuộc về các nhà sản xuất thiết bị nước ngoài với rất nhiều ưu thế về công nghệ và kinh nghiệm , việc sản xuất máy móc trong nước thường không đáp ứng tốt về mặt chất lượng và năng suất mặc dù vẫn có ưu thế về giá thành . Vì vậy , đòi hỏi bức bách đối với lớp kỹ sư trẻ hiện nay là phải thiết kế những loại máy ngày càng tốt hơn trên cơ sở kế thừa những thành tựu đã đạt được của những đàn anh đi trước và mạnh dạn áp dụng các tiến bộ kỹ thuật mới nhất của thế giới vào việc thiết kế và tiến tới chế tạo các loại máy móc đa dạng đáp ứng nhu cầu của sản xuất và đời sống . Mặc dù việc thiết kế các loại máy công nghiệp rất phức tạp và chắc chắn không tránh khỏi sai xót do trình độ và kinh nghiệm thực tế của sinh viên nước ta vẫn còn thấp so với các nước, nhưng hy vọng rằng với sự dìu dắt của các thầy cô và sự nổ lực tự thân của các sinh viên trẻ , trong tương lai gần chúng ta sẽ tự sản xuất được những loại máy đáp ứng được đòi hỏi của thị trường . Một ngày nào đó , chúng ta sẽ bắt kịp trình độ công nghệ của thế giới . Ngày đó sẽ đến ! Chương I NHỮNG VẤN ĐỀ CHUNG CỦA MÁY ĐÓNG GÓI Trong xã hội hiện nay , mọi sản phẩm sau khi sản xuất ra đều phải được bao gói dưới nhiều dạng khác nhau nhằm mục đích bảo quản sản phẩm lâu dài , giữ vệ sinh , tiện lợi trong vận chuyển , tăng tính thẩm mỹ cho sản phẩm . Mặt khác , đóng gói cũng là một cách để định lượng nhất là đối với những mặt hàng tiêu dùng và thực phẩm . Tùy theo hình dạng và kết cấu của sản phẩm mà có những cách đóng gói khác nhau . Các loại máy đóng gói có thể được phân loại như sau : - Máy đóng gói vật liệu dạng khối : máy đóng gói mì ăn liền , bánh kẹo , xà bông … - Máy đóng gói vật liệu dạng lỏng : máy đóng gói sữa , dầu sa-tế , dầu gội đầu … - Máy đóng gói vật liệu dạng rời : máy đóng gói đường , bột ngọt , cà phê , bột giặt ... Đối với máy đóng gói , khâu định lượng là khâu quan trọng nhất . Ứng với sai số cho phép , sẽ có những cách định lượng khác nhau nhưng căn bản được chia làm hai dạng : định lượng theo thể tích và định lượng theo trọng lượng . Cơ cấu định lượng theo thể tích thường được dùng với vật liệu dạng rời , có ưu điểm là đơn giản và dễ chế tạo nhưng không thể mang lại độ chính xác cao khi so sánh với cơ cấu định lượng theo trọng lượng . Định lượng theo thể tích có thể dùng kiểu tang quay , kiểu đĩa , kiểu vít xoắn , kiểu rung … Vật liệu để chế tạo cơ cấu định lượng dùng trong các máy đóng gói thực phẩm thường là inox để đảm bảo tính thẩm mỹ cũng như chất lượng và vệ sinh thực phẩm . Ngoài ra cũng có thể sử dụng nhựa hay các loại vật liệu khác nhưng không phổ biến . Máy đóng gói thường gặp phải sai số ở bộ phận cắt bao (cắt không đúng vị trí vạch đánh dấu) do đó phải có một cơ cấu làm nhiệm vụ bù trừ sai số này (có thể dùng hệ thống bánh răng vi sai hoặc bù trong quá trình điều khiển) . Máy đóng gói cà phê được thiết kế trong đồ án này thuộc dạng máy đóng gói vật liệu rời với kiểu định lượng bằng thể tích , có khả năng thay đổi trọng lượng cần định lượng và thay đổi kích thuớc bao . THIẾT KẾ SƠ BỘMÁY ĐÓNG GÓI CÀ PHÊ I . Yêu cầu kỹ thuật của máy Máy dùng để đóng gói sản phẩm là gói cà phê ( ví dụ như cà phê Trung Nguyên) có trọng lượng 100 ÷ 500 g / gói , năng suất từ 30 đến 45 gói trong 1 phút với dạng bao có nếp gấp hai bên hông và ba đường hàn ( hai đầu bao và dọc theo chiều dài bao) với mặt cắt ngang có hình dạng như sau Hình 1 Chất liệu bao gói là màng OPP dạng cuộn có đường kính từ 250 ÷ 450 mm bề rộng bao là 230 mm Kích thước của gói 100 g : Hình 2 Mặt cắt ngang của bao 100 g (khi được căng theo hai chiều) : Hình 3 Bề rộng các mép hàn là 10 mm , độ sai lệch cho phép là 0,5 mm . Yêu cầu quan trọng của máy là phải cắt bao đúng vị trí những đường vạch trên mép bao (vạch màu trắng trên nền nâu) do đó cần có các cảm biến nhận diện vị trí cắt và phải tiến hành bù trừ đi sai số phát sinh do việc chế tạo máy không chính xác , sai số do in sai vị trí vạch , sai số do biến dạng nhiệt của bao và của máy . Nhiệt độ cần thiết để hàn bao là khoảng 160ºC Khung máy làm bằng thép ống vuông 40×40 mm gắn với nhau bằng mối hàn và được bọc bên ngoài bằng tole inox 1.5 mm . Tấm đỡ các trục là thép tấm dày 8 mm được hàn vào khung máy . Đế của khung máy cũng được làm bằng thép tấm 10 mm . Do yêu cầu về mặt chất lượng cà phê và đảm bảo vệ sinh thực phẩm nên các cơ cấu tiếp xúc trực tiếp với bao gói và cà phê như các con lăn căng bao , bộ phận tạo hình , phễu cấp liệu , trục con lăn ép , mâm gạt bột , cơ cấu định lượng đều được làm bằng inox . Dưới chân máy có thể lắp các bánh xe để di chuyển tiện lợi . Máy không được quá cao gây khó khăn cho quá trình cấp liệu . Ngoài ra , còn có các yêu cầu về mặt thẩm mỹ và kết cấu hợp lý để khi vận hành người công nhân không bị vướng víu gây khó khăn , yêu cầu về việc vận hành phải đơn giản , bảo quản và bảo dưỡng máy dễ dàng .