BỘ CÔNG THƯƠNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI
KHOA CƠ KHÍ

---

---

BỘ CƠNG THƯƠNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CƠNG NGHIỆP HÀ NỘI
KHOA CƠ KHÍ

--BÁO CÁO BÀI TẬP LỚN MƠN
---

THIẾT KẾ HỆ THỐNG CƠ ĐIỆN TỬ
BỘ CÔNG THƯƠNG

ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ HỆ THỐNG PHÂN LOẠI SẢN
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CƠNG NGHIỆP HÀ NỘI
PHẨM THEO KÍCH THƯỚC
KHOA CƠ KHÍ

---

---

Giảng viên hướng dẫn : TS. Nguyễn Văn Trường

Sinh viên thực hiện

: 1. Nguễn Dương Phi - 2018603846

ĐỒ
2. ĐỗÁN
Văn MÔN
Thắng

BỘ CÔNG THƯƠNG

- 2018604659

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI

3. Phạm
Thanh Tùng
- 2018603811
ĐO LƯỜNG
VÀCƠĐIỀU
KHIỂN
KHOA
KHÍ
Lớp

: ĐH CƠ ĐIỆN TỬ 2 – K13

---
--ĐỀ TÀI: XÂY DỰNG HỆ
THỐNG
ĐO VÀ XỬ LÍ TÍN
HIỆU SỬ DỤNG CẢM BIẾN PHÁT HIỆN LỬA, CẢM

BIẾN NHIỆT ĐỂ CẢNH BÁO VÀ CHỮA CHÁY
BỘ CÔNG THƯƠNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI
KHOA CƠ KHÍ

Hà Nội: 2021

ĐỒ
ÁN---MƠN
---
ĐO LƯỜNG VÀ ĐIỀU KHIỂN


Báo cáo bài tập lớn môn học “Thiết kế hệ thống Cơ điện tử”

PHIẾU HỌC TẬP CÁ NHÂN/NHĨM
I. Thơng tin chung
1. Tên lớp: ME6061.2
Khóa: 13
2. Tên nhóm: N08
Họ và tên thành viên:
Phạm Thanh Tùng - 2018603811
Nguyễn Dương Phi – 2018603846
Đỗ Văn Thắng - 2018604659
II. Nội dung học tập
1. Tên chủ đề: Thiết kế hệ thống phân loại sản phẩm theo kích thước
2. Hoạt động của sinh viên
Nội dung 1: Phân tích nhiệm vụ thiết kế
- Thiết lập danh sách yêu cầu
Nội dung 2: Thiết kế sơ bộ

- Xác định các vấn đề cơ bản
- Thiết lập cấu trúc chức năng
- Phát triển cấu trúc làm việc
- Lựa chọn cấu trúc làm việc
Nội dung 3: Thiết kế cụ thể
- Xây dựng các bước thiết kế cụ thể
- Tích hợp hệ thống
- Phác thảo sản phẩm bằng phần mềm CAD và/hoặc bằng bản vẽ phác. Áp
dụng các công cụ hỗ trợ: Mô hình hóa mơ phỏng, CAD, HIL, … để thiết kế sản
phẩm.
3. Sản phẩm nghiên cứu: Báo cáo thu hoạch bài tập lớn.
III. Nhiệm vụ học tập
1. Hoàn thành bài tập lớn theo đúng thời gian quy định (từ ngày
25/03/2021 đến ngày 02/05/2021).
2. Báo cáo sản phẩm nghiên cứu theo chủ đề được giao trước hội đồng
đánh giá.

2


Báo cáo bài tập lớn môn học “Thiết kế hệ thống Cơ điện tử”

IV. Học liệu thực hiện tiểu luận, bài tập lớn, đồ án/dự án
1. Tài liệu học tập: Bài giảng môn học thiết kế hệ thống cơ điện tử và các
tài liệu tham khảo.
2. Phương tiện, nguyên liệu thực hiện tiểu luận, bài tập lớn, đồ án/dự án
(nếu có): Máy tính.
KHOA CƠ KHÍ

GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN


TS. Nguyễn Anh Tú

TS. Nguyễn Văn Trường

3


Báo cáo bài tập lớn môn học “Thiết kế hệ thống Cơ điện tử”

Nhận xét của giảng viên hướng dẫn
.................................................................................................................
.................................................................................................................
.................................................................................................................
.................................................................................................................
.................................................................................................................
.................................................................................................................
.................................................................................................................
.................................................................................................................
.................................................................................................................
.................................................................................................................
.................................................................................................................
.................................................................................................................
.................................................................................................................
.................................................................................................................
.................................................................................................................
.................................................................................................................
.................................................................................................................
.................................................................................................................
.................................................................................................................

Hà Nội, Ngày ..... tháng ..... năm 2021
GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN

4


Báo cáo bài tập lớn môn học “Thiết kế hệ thống Cơ điện tử”

Nhận xét của giáo viên phản biện
.................................................................................................................
.................................................................................................................
.................................................................................................................
.................................................................................................................
.................................................................................................................
.................................................................................................................
.................................................................................................................
.................................................................................................................
.................................................................................................................
.................................................................................................................
.................................................................................................................
.................................................................................................................
.................................................................................................................
.................................................................................................................
.................................................................................................................
.................................................................................................................
Hà Nội, Ngày ..... tháng ..... năm 2021
GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN

5



Báo cáo bài tập lớn môn học “Thiết kế hệ thống Cơ điện tử”

LỜI NÓI ĐẦU
Ngày nay, hệ thống điều khiển, giảm sát tự động khơng cịn q xa lạ với
chúng ta. Nó được ra đời từ rất sớm nhằm đáp ứng nhu cầu thiết yếu trong cuộc
sống con người. Vì vậy, điều khiển tự động đã trở thành một nghành khoa học
kỹ thuật chuyên nghiên cứu và ứng dụng tự động hóa vào thực tiễn lao động và
sản xuất của con người.
Những ứng dụng trong công nghiệp cũng như tiêu dùng ngày nay thì phân
loại sản phẩm đã và đang được sử dụng một cách rộng rãi, được ứng dụng nhiều
trong ngành Tự động hóa, Cơ điện tử. Vì vậy, việc hiểu và ứng dụng sẽ giúp ích
rất nhiều cho mọi người. Để góp phần nhỏ vào việc này, nhóm em đã thực hiện
đề tài thiết kế concept “Hệ thống phân loại sản phẩm theo kích thước”.
Thơng qua đề tài này nhóm em sẽ có nhứng điều kiện tốt nhất để học hỏi,
tích lũy kinh nghiệm quý báu bỏ sung vào hành trang của mình trên con đướng
đã chọn. Nhận thức tầm quan trọng đó chúng em đã làm việc nghiêm túc vận
dụng những kiến thức sẵn có của bản thân, những đóng góp ý kiến của bạn bè và
đặc biệt là sự hướng dẫn của TS. Nguyễn Văn Trường để hồn thành bài tập lớn
này.
Trong q trình thực hiện đề tài này có nhiều sai sót hi vọng nhận được sự
góp ý của q thầy cơ để đề tài của chúng em được hoàn thiện hơn.
Chúng em xin chân thành cảm ơn!
Nhóm tác giả

6


Báo cáo bài tập lớn môn học “Thiết kế hệ thống Cơ điện tử”


MỤC LỤC
LỜI NÓI ĐẦU ...................................................................................................... 6
MỤC LỤC ............................................................................................................. 7
DANH MỤC HÌNH ẢNH .................................................................................... 9
DANH MỤC BẢNG BIỂU ................................................................................ 10
CHƯƠNG 1: PHÂN TÍCH NHIỆM VỤ THIẾT KẾ ......................................... 11
1.1. Khảo sát yêu cầu thị trường ..................................................................... 11
1.1.1. Khái niệm thị trường và khảo sát thị trường? ................................... 11
1.1.2. Nhu cầu của thị trường về các sản phẩm phân loại sản phẩm theo
kích thước trong ngành thủy, hải sản tại Việt Nam .................................... 11
1.1.3. Tình hình sử dụng máy móc ............................................................. 13
1.2. Tìm kiếm và hình thành ý tưởng. ............................................................. 14
1.3. Lập kế hoạch và làm rõ nhiệm vụ ............................................................ 17
1.4. Lựa chọn các phương án thiết kế ............................................................. 18
1.4.1. Phương án 1: Máy sàng lắc phẳng .................................................... 18
1.4.2. Phương án 2: Máy sàng rung một mặt sàng...................................... 19
1.4.3. Phương án 3: Máy sàng rung 2 mặt sàng .......................................... 20
1.4.4. Phương án 4: Máy phân loại kiểu thùng quay .................................. 20
1.4.5. Phương án 5: Máy phân loại cá dùng băng tải và đĩa kẹp ................ 21
1.4.6. Phương án 6: Máy phân loại kiểu trục quay và máng trượt ............. 22
1.4.7. Lựa chọn phương án thiết kế ............................................................ 23
1.5. Thiết lập danh sách yêu cầu ..................................................................... 23
CHƯƠNG 2: THIẾT KẾ SƠ BỘ ........................................................................ 27
2.1. Xác định các vấn đề cơ bản...................................................................... 27
2.1.1. Các vấn đề ảnh hướng đến quá trình phân loại ................................. 27
2.1.2. Yêu cầu đối với máy phân loại ......................................................... 29
2.1.3. Khái quát cho dữ liệu định tính về các vấn đề cơ bản ...................... 30
2.1.4. Hình thành vấn đề ............................................................................. 30
2.2. Thiết lập cấu trúc chức năng. ................................................................... 30
2.2.1. Cấu trúc tổng thể hệ thống ................................................................ 30

2.2.2. Cấu trúc chức năng hệ thống............................................................. 31
7


Báo cáo bài tập lớn môn học “Thiết kế hệ thống Cơ điện tử”

2.3. Phát triển cấu trúc làm việc ...................................................................... 31
2.4. Lựa chọn cấu trúc làm việc. ..................................................................... 33
CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ CỤ THỂ ..................................................................... 36
3.1. Nhận diện phương án và làm rõ các ràng buộc về không gian ................ 36
3.1.1. Bắt đầu với giải pháp nguyên tắc và danh sách yêu cầu................... 36
3.1.2. Xác định điều kiện biên hoặc không gian cưỡng bức của bước thiết
kế cụ thể ...................................................................................................... 37
3.1.3. Xác lập các layout thô - xác định các bộ phận thực hiện chức năng
chính ............................................................................................................ 38
3.1.4. Phát triển các layout sơ bộ ................................................................ 39
3.1.5. Lựa chọn layout sơ bộ phù hợp......................................................... 53
3.1.6. Giải pháp cho các chức năng phụ trợ ................................................ 53
3.2. Tích hợp hệ thống .................................................................................... 55
3.2.1. Phiếu đánh giá khi tích hợp hệ thống................................................ 55
3.2.2. Bản thiết kế chi tiết ........................................................................... 56
KẾT LUẬN ......................................................................................................... 60
PHỤ LỤC ............................................................................................................ 61

8


Báo cáo bài tập lớn môn học “Thiết kế hệ thống Cơ điện tử”

DANH MỤC HÌNH ẢNH

Hình 1-1: Biểu đồ sản lượng thủy sản Việt Nam từ năm 1995 - 2020 ............... 12
Hình 1-2: Biểu đồ khảo sát về phương thức sản xuất trong môi trường khai thác
thủy hải sản tại nước ta........................................................................................ 13
Hình 1-3: Biểu đồ lượng đáp ứng của máy móc trên thị trường hiện nay .......... 14
Hình 1-4: Biểu đồ khảo sát yêu cầu của khách hàng về các sản phẩm máy phân
loại cá theo kích thước ........................................................................................ 15
Hình 1-5: Sơ đồ tổng quát hoạt động của máy phân loại sản phẩm theo kích
thước .................................................................................................................... 16
Hình 1-6: Các dạng mặt sàng cho phương án thiết kế 1 ..................................... 18
Hình 1-7: Kết cấu mặt sàng cho phương án 2 ..................................................... 19
Hình 1-8: Hình dạng sơ bộ của cá ....................................................................... 23
Hình 2-1: Sơ đồ cấu trúc tổng thể của hệ thống.................................................. 30
Hình 2-2: Sơ đồ cấu trúc chức năng của hệ thống .............................................. 31
Hình 3-1: Phễu nguyên liệu................................................................................. 39
Hình 3-2: Kết cấu hệ thống mặt sàng .................................................................. 40
Hình 3-3: Động cơ khơng đồng bộ ba pha .......................................................... 45
Hình 3-4: Máng định hướng nguyên liệu ............................................................ 46
Hình 3-5: Cảm biến E18 – D80NK ..................................................................... 46
Hình 3-6: PLC S7 – 1200 CPU 1212C ............................................................... 47
Hình 3-7: Sơ đồ khối tổng thể của hệ thống ....................................................... 48
Hình 3-8: Sơ đồ tổng thể của hệ thống ............................................................... 49
Hình 3-9: Sơ đồ đấu dây của PLC....................................................................... 49
Hình 3-10: Sơ đồ đấu dây của PLC với biến tần ................................................ 50
Hình 3-11: Sơ đồ đấu dây giữa cảm biến và contactor ....................................... 50
Hình 3-12: Sơ đồ kết nối của cả hệ thống ........................................................... 51
Hình 3-13: Sơ đồ chân cổng VGA kết nối với PC .............................................. 52
Hình 3-14: Layout sơ bộ phụ hợp cho hệ thống phân loại cá theo kích thước ... 53
Hình 3-15: Kết cấu mặt sàng rung ...................................................................... 56
Hình 3-16: Kết cấu hệ lị xo ................................................................................ 57
Hình 3-17: Bản thiết kế đế máy .......................................................................... 57

Hình 3-18: Bản thiết kế băng tải ......................................................................... 58
Hình 3-19: Bản thiết kế trục đỡ sàng .................................................................. 58
Hình 3-20: Bản vẽ chi tiết máy phân loại cá theo kích thước............................. 59
9


Báo cáo bài tập lớn môn học “Thiết kế hệ thống Cơ điện tử”

DANH MỤC BẢNG BIỂU
Bảng 1-1: Kế hoạch phát triển sản phẩm máy phân loại cá theo kích thước ...... 17
Bảng 1-2 Danh sách yêu cầu cho hệ thống ......................................................... 23
Bảng 2-1 Phát triển cấu trúc làm việc máy phân loại sản phẩm theo kích thước31
Bảng 2-2 Lựa chọn cấu trúc làm việc máy phân loại sản phẩm theo màu sắc ... 33
Bảng 3-1: Các bộ phận thực hiện chức năng chính ............................................ 38
Bảng 3-2: Chức năng và thông số cho các bộ phận phụ trợ ............................... 53
Bảng 3-3: Bảng đánh giá hệ thống khi tích hợp.................................................. 55

10


Báo cáo bài tập lớn môn học “Thiết kế hệ thống Cơ điện tử”

CHƯƠNG 1: PHÂN TÍCH NHIỆM VỤ THIẾT KẾ
1.1. Khảo sát yêu cầu thị trường
1.1.1. Khái niệm thị trường và khảo sát thị trường?
- Thị trường là nơi chuyển giao quyền sở hữu sản phẩm, dịch vụ hoặc tiền
tệ, nhằm thỏa mãn nhu cầu của hai bên cung và cầu về một loại sản phẩm nhất
định theo các thơng lệ hiện hành, từ đó xác định rõ số lượng và giá cả cần thiết
của sản phẩm, dịch vụ.
- Khảo sát thị trường là nghiên cứu khảo sát và phân tích thị trường cho

một sản phẩm/dịch vụ cụ thể bao gồm điều tra về khuynh hướng của khách
hàng. Một nghiên cứu về các khả năng khác nhau của khách hàng như thuộc tính
đầu tư và tiềm năng mua. Khảo sát thị trường là công cụ để thu thập trực tiếp
phản hồi từ đối tượng mục tiêu để hiểu đặc điểm, kỳ vọng và yêu cầu của họ.
1.1.2. Nhu cầu của thị trường về các sản phẩm phân loại sản phẩm theo
kích thước trong ngành thủy, hải sản tại Việt Nam
- Tổng quan về ngành thủy sản nước ta:
+ Diện tích (Land area): 329.560 km2, Chiều dài bờ biển (Coast line):
3.260 km, Vùng đặc quyền kinh tế (EEZ): 1 triệu km2
+ Tổng sản lượng thủy sản (2020): 8,4 triệu tấn
+ Khai thác: 3,85 triệu tấn NTTS: 4,56 triệu tấn
+ Giá trị XK 2020: 8,5 tỷ USD
+ Lực lượng lao động: Hơn 4 triệu người
+ Thủy sản được xác định là ngành kinh tế mũi nhọn của quốc gia: Chiếm
4 - 5% GDP; 9-10% tổng kim ngạch XK quốc gia.
+ Đứng thứ 5 về giá trị XK (sau: điện tử, may mặc, dầu thô, giày dép)
+ Từ 1995 – 2020: Sản lượng thủy sản VN tăng mạnh, tăng gấp hơn 6 lần,
từ 1,3 triệu tấn năm 1995 lên 8,4 triệu tấn năm 2020, tăng trưởng trung bình
hàng năm 8%. Trong đó, sản lượng NTTS chiếm 54%, khai thác chiếm 46%.

11


Hình 1-1: Biểu đồ sản lượng thủy sản Việt Nam từ năm 1995 - 2020

- Nước ta do nền kinh tế cịn hạn chế, giá cơng nhân rẻ ngược lại máy móc
nhập khi nhập ngoại có giá thành rất cao do vậy đa phần các công ty đều sử
dụng công nhân cho phần lớn q trình chế biến cá nói riêng và chế biến thuỷ
sản nói chung.
- Ngày nay chế biến thuỷ sản phục vụ cho thị trường trong nước và đặc biệt

là xuất khẩu cần áp dụng những tiêu chuẩn khắt khe của thế giới như ISO
22000:2005 HCCP. Để đảm bảo những tiêu chuẩn này cần phải có máy móc
chính xác hơn là cảm quan của con người.
- Giải phóng cơng nhân ra khỏi cơng việc nặng nhọc và gây hại đồng thời
tăng năng xuất là mục tiêu mà mọi doanh nghiệp đều hướng tới. Chính vì những
lý do trên mà tất cả các doanh nghiệp chế biến thuỷ sản lớn đều có xu hướng sử
dụng máy móc thay cho con người. Tuy nhiên thì hiện tại do điều kiện kinh tế
còn hạn chế ở nước ta, sự nhập khẩu máy móc của nước ngồi có chi phí rất lớn
do vậy đòi hỏi việc thiết kế, sản xuất máy trong nước là một nhu cầu cấp thiết
giúp cho sản phẩm thuỷ sản có sức cạnh tranh cao trên thị trường quốc tế.
- Khi đặt câu hỏi về việc lựa chọn phương thức làm việc trong quá trình sản
xuất phân loại sản phẩm, kết quả thu được khá khả quan khi các doanh nghiệp
hướng tới việc áp dụng máy móc vào sản xuất với 80% lựa chọn phương thức
làm việc tự động.

12


Báo cáo bài tập lớn môn học “Thiết kế hệ thống Cơ điện tử”
Thủ công
7%
Bán Tự động
13%

Tự động
Bán Tự động
Thủ cơng

Tự động
80%


Hình 1-2: Biểu đồ khảo sát về phương thức sản xuất trong môi trường khai thác thủy
hải sản tại nước ta

1.1.3. Tình hình sử dụng máy móc
- Nước ta do nền kinh tế cịn hạn chế, giá cơng nhân rẻ ngược lại máy móc
nhập khi nhập ngoại có giá thành rất cao do vậy đa phần các công ty đều sử
dụng cơng nhân cho phần lớn q trình chế biến cá nói riêng và chế biến thuỷ
sản nói chung.
- Đối với Khánh Hồ một số cơng ty đã và đang có nhu cầu sử dụng máy
móc để hiện đại hố q trình sản xuất, chế biến thuỷ sản. Hiện nay có một số xí
nghiệp như F115 và Trúc An sử dụng máy phân loại tôm, Đại Thuận sử dụng
máy rửa kiểu thùng quay và băng tải. Công ty chế biến thuỷ sản Cam Ranh cũng
là công ty được trang bị nhiều máy móc. Nhưng nhìn tổng thể máy móc còn
được sử dụng rất hạn chế.
- Đặt vấn đề về việc liệu hiện nay các máy móc phân loại sản phẩm đã đáp
ứng đủ nhu cầu hay chưa thì câu trả lời khá khiêm tốn với 62% cho biết chỉ mới
đạt được 1 phần nhỏ.

13


Báo cáo bài tập lớn môn học “Thiết kế hệ thống Cơ điện tử”

Chưa đủ đáp ứng
38%
Đủ đáp ứng
Chưa đủ đáp ứng
Đủ đáp ứng
62%


Hình 1-3: Biểu đồ lượng đáp ứng của máy móc trên thị trường hiện nay

- Trong đó khi hỏi về máy phân loại cá thì đã biết đến các máy móc phân
loại tự động, hiệu suất cao đã và đang có mặt trên thị trường. Chiếm thị phần
nhiều bao gồm các sản phẩm phân loại cá theo khối lượng và kích thước.
- Điều này cho thấy thị trường vẫn rộng mở và có nhu cầu cao cho sản
phẩm phân loại cá theo kích thước. Với thế mạnh ưu tiên về giá cả và kết cấu
đơn giản nhưng cho ra năng suất cao, sản xuất hiệu quả là mục tiêu mà sản phẩm
hướng đến để cạnh tranh với những sản phẩm khác trên thị trường.
1.2. Tìm kiếm và hình thành ý tưởng.
- Nhóm đã đặt ra các tiêu chí cụ thể và tiến hành khảo sát trên 100 doanh
nghiệp vừa và nhỏ trên cả nước và nhiều chuyên gia phân tích thị trường với
chuyên gia trong lĩnh vực sản xuất, chế biến nông- lâm sản với mục tiêu đưa ra
định lượng về nhu cầu của thị trường về loại sản phẩm này và các tiêu chí, đánh
giá của họ về thiết bị. Quá trình khảo sát thực tế cho ra kết quả như sau:
- Về tiêu chí, yêu cầu của thị trường và mức đánh giá của họ về hệ thống
phân loại cá theo kích thước.

14


Báo cáo bài tập lớn môn học “Thiết kế hệ thống Cơ điện tử”
Thiết kế
12%

Độ an toàn
10%

Năng suất

35%
Năng suất
Giá thành
Độ chính xác
Độ an tồn
Thiết kế

Độ chính xác
18%

Giá thành
25%

Hình 1-4: Biểu đồ khảo sát yêu cầu của khách hàng về các sản phẩm máy phân loại cá
theo kích thước

- Ý tưởng thiết kế hệ thống phân loại cá: Tập trung nghiên cứu tối ưu hóa
năng suất và chất lượng, tối ưu hóa đề giảm giá thành sản phẩm. Bên cạnh đó
sản phẩm cũng cần có thiết kế đơn giản có tính ổn định bảo trì thuận tiện dễ
dàng và chú ý đến vấn đề an toàn khi vận hành sản phẩm.
- Tự chế tạo:
+ Vỏ máy
+ Bàn máy
+ Bản mạch điện
+ Các thiết bị phụ: đèn, bộ rung, thùng chứa thành phẩm, nút vật lý,…
- Sử dụng module có sẵn:
+ Động cơ
+ Ốc vít, đai ốc…
+ Hệ thống dây đai, bánh răng…
- Chiến lược phát triển sản phẩm:

+ Tập trung vào nghiên cứu và phát triển hệ thống phân loại cá đầu vào
+ Cung cấp các bản dung thử cho một số nhà máy chế biến cá
15


Báo cáo bài tập lớn môn học “Thiết kế hệ thống Cơ điện tử”

+ Thường xuyên cải tiến và tối ưu hóa hệ thống để người dung dễ dàng sử
dụng và đạt hiệu quả cao.
+ Vòng đời của một sản phẩm là: 5 năm
+ Cung cấp phiên bản cập nhật ra thị trường: 02 năm/1 phiên bản.
- Cấu tạo chung của hệ thống phân loại sản phẩm
+ Phễu nguyên liệu
+ Bộ phận rung
+ Bộ phận phân loại
+ Máng dẫn định hướng
+ Cụm thiết bị điều khiển
+ Cụm thiết bị xử lý
- Các thành phần trong hệ thống có một chức năng và nhiệm vụ nhất định
và được bố trí động bộ với nhau để đạt hiệu suất cao nhất. Việc phân chia các
thành phần như trên mang tính chất tương đối giúp chúng ta hình dung được sản
phẩm.

Hình 1-5: Sơ đồ tổng quát hoạt động của máy phân loại sản phẩm theo kích thước

16


Báo cáo bài tập lớn môn học “Thiết kế hệ thống Cơ điện tử”


1.3. Lập kế hoạch và làm rõ nhiệm vụ
- Dưới đây là Bảng kế hoạch làm rõ nhiệm vụ và mốc thời gian hồn thành
của nhóm vạch ra và làm theo nhằm đạt được hiểu quả cao nhất trong công việc.
Bảng 1-1: Kế hoạch phát triển sản phẩm máy phân loại cá theo kích thước

STT

Thời Gian

Nhiệm Vụ

1

15/03/2021-01/04/2021

Tìm hiểu và phân tích thị trường

2

01/04/2021-08/04/2021

Lựa chọn ý tưởng

3

08/04/2021-15/04/2021

Lên kế hoạch và làm rõ nhiệm vụ

4


15/04/2021-22/04/2021

Thiết kế concept

5

22/04/2021-29/04/2021

Thiết kế cụ thể

6

29/04/2021-30/05/2021

Thử nghiệm tại công ty

7

30/05/2021-30/08/2021

Đưa ra vận hành thử nghiệm dịng sản
phẩm alpha

8

30/08/20210- 15/09/2021

Thu thập thơng tin phản hồi từ người dùng
thử nghiệm


9

15/09/2021- 15/02/2022

Sửa chữa, khắc phục lỗi, cải tiến

10

15/02/2022- 15/05/2022

Đưa ra thị trường dòng sản phẩm beta

11

15/05/2022- 30/11/2022

Thu thập thơng tin phản hồi và sửa chữa
lỗi, tối ưu hóa thiết bị

12

01/02/2023- 01/03/2023

Sản xuất số lượng lớn và các chiến dịch
marketing

Từ 01/03/2023

Đưa ra thị trường dịng sản phẩm hồn

thiện và liên tục cập nhật thông tin phản
hồi

13

17


Báo cáo bài tập lớn môn học “Thiết kế hệ thống Cơ điện tử”

1.4. Lựa chọn các phương án thiết kế
1.4.1. Phương án 1: Máy sàng lắc phẳng
- Nguyên tắc: Sàng lắc phẳng là loại sàng làm việc dưới tác dụng của trọng
lực, lực ma sát và lực quán tính tạo ra sự chuyển động tương đối của vật liệu với
bề mặt sàng. Cơ cấu sàng thường được treo trên những thanh đàn hồi, mặt sàng
được bố trí nằm ngang hay nằm nghiêng một góc α = 8 ÷ 100 về phía trượt
xuống của hạt. Nhờ cơ cấu tay quay hay cơ cấu lệch tâm mà sàng có được
chuyển động lắc. Góc nghiêng α của sàng được xác định theo điều kiện: Khi
sàng đứng yên thì vật liệu trên sàng khơng tự trượt xuống, có nghĩa là góc
nghiêng α của sàng phải nhỏ hơn góc ma sát giữa hạt với sàng.
- Các dạng mặt sàng: Đối với sàng lắc phẳng thường sử dụng mặt sàng
dạng tấm đục lỗ, hai hình dạng lỗ thường dùng là lỗ hình trịn và hình chữ nhật.
Sàng có lỗ hình trịn dùng để phân loại dựa vào sự khác nhau của cá về chiều
rộng có lợi thế so với sàng có lỗ hình chữ nhật dùng để phân loại cá dựa trên sự
khác nhau về chiều dài là mức độ đồng đều
hơn.

Mặt sàng có lỗ hình chữ nhật
trịn


Mặt sàng có các lỗ hình

Hình 1-6: Các dạng mặt sàng cho phương án thiết kế 1

- Ưu điểm:
+ Dễ chế tạo;
+ Giá thành thấp.
- Nhược điểm:
+ Mức độ đồng đều của cá được phân loại thấp;
+ Năng suất thấp, dễ bị kẹt cá;
+ Khối lượng tấm sàng lớn, độ bền không cao.
18


Báo cáo bài tập lớn môn học “Thiết kế hệ thống Cơ điện tử”

+ Gây nát cá do quá trình sàng lắc liên tục làm cho cá trầy xước.
1.4.2. Phương án 2: Máy sàng rung một mặt sàng.
1.4.2.1. Nguyên tắc
- Máy gồm có khung sàng được đỡ bằng hệ lị xo gắn trên bệ máy. Trên
khung sàng còn gắn ổ đỡ của trục lệch tâm, trục lệch tâm được thực hiện bằng
phương pháp gắn thêm quả lệch tâm trên trục quay. Với cách lắp này có thể
chỉnh biên độ dao dộng của sàng. Trục lệch tâm nhận truyền động quay qua
bánh đai dẫn động từ động cơ vào. Trên khung sàng có thể đặt một mặt sàng
dạng nan quạt có khoảng cách giữa các thanh tùy theo yêu cầu phân loại.
- Bộ phận gây dao động gồm có phần khối lượng lệch tâm của trục lệch
tâm, các đối trọng gây rung. Khi làm việc các bánh đai chuyển động theo sàng.
Sàng thường được đặt nghiêng một góc 15-300, số vịng quay của trục lệch tâm
từ 500-1500 vg/ph, biên độ dao động từ 1- 6 mm, năng suất có thể đạt 300 m3/h.
1.4.2.2. Kết cấu mặt sàng

- Mặt sàng bao gồm các thanh phân loại trịn được bố trí dạng nan quạt.
Sàng được đặt nghiêng, khoảng cách giữa 2 thanh nhỏ ở trên và lớn dần phía
dưới.

Hình 1-7: Kết cấu mặt sàng cho phương án 2

19


Báo cáo bài tập lớn môn học “Thiết kế hệ thống Cơ điện tử”

1.4.2.3. Ưu, nhược điểm
- Trong phân loại cá, một đặc tính riêng biệt của nó là khơng chịu đuợc va
đập mạnh và rất dễ bị nát. Do vậy sử dụng máy sàng rung là phù hợp nhất.
- Ưu điểm:
+ Năng suất cao, không gây kẹt, không làm nát cá
+ Phân loại được nhiều dạng cá
+ Mặt sàng nhẹ, năng suất sử dụng bề mặt cao
+ Tránh được hiện tượng quá tải, đảm bảo an toàn cho máy
- Nhược điểm:
+ Mức độ đồng đều còn hạn chế
+ Chế tạo mặt sàng địi hỏi độ chính xác cao
+ Đối với việc phân loại cá vừa và nhỏ thì máy sàng rung đảm bảo tốt các
yêu cầu phân loại.
1.4.3. Phương án 3: Máy sàng rung 2 mặt sàng
- Nguyên tắc: Máy sàng rung 2 mặt sàng có nguyên tắc giống như máy
sàng rung 1 mặt sàng nhưng bộ phận sàng gồm 2 mặt sàng đặt song song với
nhau. Các thanh trên mặt sàng được đặt song song với nhau.
- Ưu, nhược điểm:
+ So với mặt sàng dạng nan quạt thì mặt sàng của máy sàng rung 2 mặt

sàng dễ chế tạo hơn, và mức độ đồng đều của cá dưới sàng cao hơn.
+ Tuy nhiên nhược điểm của nó là kết cấu cồng kềnh hơn, phân loại được ít
thành phần hơn. Dạng mặt sàng này cũng có thể gây kẹt cá.
1.4.4. Phương án 4: Máy phân loại kiểu thùng quay
1.4.4.1. Nguyên tắc
- Máy phân loại kiểu sàng thùng quay là một ống hình trụ bằn thép tấm có
đục lỗ hoặc bằng lưới sợi đan bọc trên khung hình trụ hoặc lăng trụ. Thân thùng
quay được đặt trên bộ phận đỡ kiểu vành đai con lăn hoặc ổ bi khi sàng có trục
tâm. Thân thùng quay được cố định vào trục tâm nhờ các vành đai với moay ơ
và các nan hoa. Thùng quay được truyền động bằng trục tâm hoặc bằng cặp
20


Báo cáo bài tập lớn môn học “Thiết kế hệ thống Cơ điện tử”

bánh răng vịng quanh thùng khi khơng có trục tâm. Vật liệu được nạp vào thùng
nhờ phễu tiếp liệu ở một đầu của thùng. Sản phẩm trên sàng ra ở đầu còn lại và
rơi vào thùng chứa trên sàng. Sản phẩm dưới sàng được thu gom vào thùng chứa
dưới sàng.
1.4.4.2. Ưu, nhược điểm
- Ưu điểm:
+ Năng suất cao
+ Loại sàng thùng quay thường được sử dụng phổ biến đối với các loại vật
liệu khô. Tuy nhiên đối với việc phân loại cá cũng được sử dụng nếu ta chọn tốc
độ quay của thùng hợp lý. Máy sàng thùng quay dùng để phân loại cá vừa và
nhỏ.
- Nhược điểm:
+ Gây nát cá, phân loại được ít loại cá.;
+ Hệ số sử dụng bề mặt nhỏ:10-20%;
+ Dễ bị kẹt cá.

1.4.5. Phương án 5: Máy phân loại cá dùng băng tải và đĩa kẹp
1.4.5.1. Nguyên tắc hoạt động:
- Máy gồm có các máng chứa cá trên băng tải, băng tải được chuyển động
liên tục nhờ vào bánh đai dẫn động. Trên băng tải người ta bố trí tấm chặn để
đảm bảo chỉ có một con cá nằm trong một máng chứa và đấu quay về phía đĩa
kẹp.
- Cá nằm trong máng chứa cá sẽ được hệ thống vòi phun nước đẩy đầu cá
nhô khỏi miệng máng chứa, với áp lực nước xác định thì cá lớn nhơ ra khỏi băng
tải ít hơn, cá nhỏ nhô ra nhiều hơn. Các đĩa kẹp đóng mở tự động bằng cơ cấu
cam sau đó quay đi một góc 90o và nhả cá vào các thùng chứa.
- Khoảng cách giữa đĩa kẹp và miệng máng chứa phải nhỏ hơn khoảng
cách giữa đĩa kẹp và máng chứa, vì thế cá nhơ ra ít thì được kẹp bởi đĩa kẹp nhỏ,
cá nhô ra nhiều được kẹp bởi đĩa kẹp to, cá lớn nhất không thể nhô ra khỏi máng
chứa nên được băng tải vận chuyển tới thùng chứa. Tuỳ thuộc vào cá lớn hay
nhỏ mà điều chỉnh khoảng cách giữa đĩa kẹp và miệng máng chứa.

21


Báo cáo bài tập lớn môn học “Thiết kế hệ thống Cơ điện tử”

1.4.5.2. Ưu, nhược điểm
- Ưu điểm:
+ Máy phân loại dùng băng tải và đĩa kẹp đảm bảo không gây nát cá
+ Phân loại với mức độ đồng đều cao.
- Nhược điểm:
+ Máy hạn chế về mức độ phân loại, chỉ thường dùng để phân loại được 3
loại cá.
+ Năng suất phân loại không cao, kết cấu khá phức tạp
+ Khó khăn trong việc hướng đầu cá về phía đĩa kẹp.

1.4.6. Phương án 6: Máy phân loại kiểu trục quay và máng trượt
1.4.6.1. Nguyên tắc
- Thiết bị gồm một máng trượt nghiêng 1 góc α (α = 20÷25o) và hệ thống
trục quay đặt nghiêng 1 góc β (β = 5÷10o) có khe hở với máng và quay ngược
chiều với chiều chuyển động của cá để đảm bảo cho cá không bị cuốn vào khe
hở. Khe hở của từng trục với máng khác nhau, ở trên cùng khe hở lớn nhất, ở
dưới khe hở nhỏ nhất. Khe hở của máng với trục có thể thay đổi được nhờ hệ
thống định vị nhanh.
- Nguyên liệu chuyển động từ trên xuống bị cản trở bởi các trục quay loại
nhỏ lọt qua khe hở, loại lớn bị cản trở và được đưa ra cạnh máng sau đó đưa ra
thùng chứa, loại nhỏ sau khi đi qua khe hở thì tiếp tục được phân loại bởi các
trục tiếp theo. Trục phân loại thường được gia cơng có xoắn vít để cho q trình
vận chuyển cá được thuận lợi.
1.4.6.2. Ưu, nhược điểm
- Ưu điểm:
+ Phân loại đảm bảo độ chính xác và đồng đều của sản phẩm;
+ Từ cá nguyên liệu có thể phân ra làm nhiều loại tùy theo nhu cầu;
+ Cá không bị nát, đảm bảo về yêu cầu chất lượng, năng suất phân loại cao.
- Nhược điểm:

22


Báo cáo bài tập lớn môn học “Thiết kế hệ thống Cơ điện tử”

+ Chế tạo phức tạp đặc biệt là hệ thống trục phân loại do đó giá thành máy
cao;
+ Độ nghiêng của máng và độ lớn của trục nếu khơng hợp lý có thể gây ra
hiện tượng kẹt cá;
+ Đối với máy phân loại trục quay và máng trượt thường chỉ dùng để phân

loại cá loại nhỏ.
1.4.7. Lựa chọn phương án thiết kế
- Qua các phương án với những ưu, nhược điểm đã trình bày nhóm quyết
định chọn phương án 2: Máy sàng rung một mặt sàng
- Chỉ tiêu đối với máy phân loại là phải có tính cơ động do có rất nhiều loại
cá với hình dạng và kích thước khác nhau, tức là có khả năng thay thế nhanh bộ
phận phân loại để phù hợp với hình dạng và kích thước của từng loại cá.
- Trong bài báo cáo nhóm đã lấy loại cá trung bình làm chuẩn, hình dạng
của cá là dạng trịn tương đối, với bề rộng phân loại là từ 3cm tới 7cm.

Hình 1-8: Hình dạng sơ bộ của cá

1.5. Thiết lập danh sách yêu cầu
- Qua việc đưa ra các phương án thiết kế cho hệ thống phân loại cá dựa
theo kích thước và lấy hình dạng cá trung bình làm chuẩn từ đó đưa ra danh sách
yêu cầu cho sản phẩm như sau:
Bảng 1-2 Danh sách yêu cầu cho hệ thống
Ban hành ngày:05/04/2021
Người sử
Hệ thống phân loại cá theo kích thước
dụng
Những
thay đổi

Yêu cầu

23

Chịu trách
nhiệm



Báo cáo bài tập lớn môn học “Thiết kế hệ thng C in t

- C KH
+ Kớch thc:
ã L=1ữ1,5m
ã W= 1,5ữ2m
ã H=1,5ữ2m
+ Khi lng h thng: 900ữ1030Kg
+ V mỏy:
ã Vt liệu: kim loại đảm bảo rung động cho phép khi vận
hành và tuổi thọ của hệ thống.
• Độ dày vỏ mỏy: kim loi tm dy 1ữ2mm
ã An ton vi in 350V

• Khả năng chống bám bụi của vỏ tốt.
• Chịu ti: 20ữ 60Kg
ã Sai s ch to ca chi tit: 0,1ữ0,15mm
ã Dung sai khi lp rỏp chi tit: 0,05mm
ã bn ca khung mỏy: 40ữ50 nm trong iu kin lý
tng.
ã Cơng nghệ chế tạo: độ chính xác cao chi phí thấp cho
sản xuất hàng loạt.
+ Hệ lị xo đỡ:
• Hình dạng: xoắn ốc trụ
• Chịu và làm giảm rung động tt trong ngng 2ữ3Hz.
ã n nh khi lm vic.
ã Kớch thc:
W=50ữ60cm


24

Nhúm thit k 08 chu trỏch nhim

07/04/2021

ã Sn tnh in.


Báo cáo bài tập lớn môn học “Thiết kế hệ thống Cơ điện tử”

H=200÷250cm
+ Mặt sàng: Dạng hình thang bao gồm các thanh phân
bố dạng nan quạt.
+ Phễu: 0,6÷0,8 m3
- ĐIỆN
+ Động cơ chính:
• Sử dụng nguồn điện lưới 220-250V/50Hz
• Hiệu suất làm việc: 98-99%
• Cơng suất: 8-10KW
• Có tuổi thọ lâu dài, hoạt động bền bỉ
+ Động cơ máy bơm:
• Loại bơm áp lực.
• Cơng suất: 50W.
• Lưu lượng: 200 L/H.
- ĐIỆN TỬ
• Bộ điều khiển xử lí chính xác với tốc độ cao (độ trễ
<5 ms)
• Bộ điều khiển xử lý nhanh chính xác tốc độ

truyền 10/100 Mbits/s; có module truyền thơng, bộ đếm
tốc độ cao, PWM,…
- PHẦN MỀM VẬN HÀNH
• Phần mềm thiết kế đơn giản, trực quan
• Có hỗ trợ Tiếng Việt
• Được thiết kế có thể lưu trữ ít nhất 10 bộ nhớ,
dễ dàng cài đặt cho nhiều loại cá khác nhau
• Phần mềm tự động điều chỉnh trên nền windows,
có thể đặt thêm các chương trình mới, tiết kiệm chi
phí nâng cấp, xử lý tốt các nhiên liệu khó, có kết nối
25