Phân tích động lực học và tối ưu thông số máy rửa rau kiểu mới

Bài viết trình bày về máy rửa rau-củ-quả kiểu mới mô phỏng theo cách rửa rau bằng tay. Bộ phận làm việc chính của máy là cơ cấu tay quay con trượt gắn với hệ lò xo để giảm sự rung lắc. Phân tích động lực học của máy cho thấy, độ cứng của lò xo có ảnh hưởng đến phản lực động tác dụng lên hệ và công suất của động cơ dẫn.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Phân tích động lực học và tối ưu thông số máy rửa rau kiểu mới Tuyển tập Hội nghị khoa học toàn quốc lần thứ nhất về Động lực học và Điều khiển Đà Nẵng, ngày 19-20/7/2019, tr. 250-254, DOI 10.15625/vap.2019000286 Phân tích động lực học và tối ưu thông số máy rửa rau kiểu mới Đặng Hoàng Minh1*, Bùi Văn Phương2, Nguyễn Việt Đức3, Phùng Văn Bình4 1 Khoa Công nghệ Cơ Khí, Đại Học Công nghiệp Thành phố Hồ Chí Minh, 2Đại học kỹ thuật Quốc gia Matx-cơ-va mang tên N.E. Bauman, 3 Khoa Công trình, Trường Đại học Thủy Lợi, 4Khoa Hàng không Vũ trụ, Học viện Kỹ thuật Quân sự E-mail: danghoangminh@iuh.edu.vn Tóm tắt biệt, việc làm sạch rau được thực hiện nhờ phối hợp Bài báo trình bày về máy rửa rau-củ-quả kiểu mới mô phỏng chuyển động động lắc ngang hoặc dập dềnh lên xuống theo cách rửa rau bằng tay. Bộ phận làm việc chính của máy của lồng rau (tương tự như việc rửa bằng tay) với cơ chế là cơ cấu tay quay con trượt gắn với hệ lò xo để giảm sự rung phun, xả nước áp suất cao, giúp làm sạch cả các các loại rau bám nhiều bùn đất như ở điều kiện ở Việt Nam. lắc. Phân tích động lực học của máy cho thấy, độ cứng của lò xo có ảnh hưởng đến phản lực động tác dụng lên hệ và công suất của động cơ dẫn. Việc lựa chọn giá trị độ cứng phù hợp sẽ làm giảm sự tiêu hao năng lượng và tăng độ bền các chi tiết của máy. Bài toán tối ưu hóa đa mục tiêu theo hai tiêu chí kể trên đã được giải quyết nhằm tìm ra bộ thông số hợp lý cho máy rửa rau. Từ khóa: Máy rửa rau kiểu mới, cơ cấu tay quay con trượt-lò xo, phản lực động, tối ưu đa mục tiêu. 1. Mở đầu Theo thống kê của Ủy ban Dân số Quốc gia, Việt Nam có khoảng 96,7 triệu dân đầu năm 2018 [1]. Đi cùng với mật độ gia tăng dân số thì lượng tiêu thụ rau củ ở nước ta là một con số không hề nhỏ vì đặc thù văn hóa ẩm thực và những giá trị dinh dưỡng của chúng mang lại. Hình 1. Mô hình máy rửa rau củ đa năng thế hệ mới sử dụng Tại những không gian ẩm thực cộng đồng (canteen, hàng cơ cấu tay quay con trượt (màu đỏ) quán, bếp ăn tập thể,…) một khối lượng lớn rau củ thường được tiêu thụ hằng ngày. Tuy nhiên, có một thực tế là rau củ sau khi thu hoạch và được bày bán trên thị trường luôn bám đầy bùn đất, chưa kể tới các hóa chất đã phun xịt trong quá trình trồng trọt. Hiện nay tại thị trường đang tồn tại một số loại máy rửa rau, củ quả. Chúng chủ yếu sử dụng các công nghệ sinh học như sục khí Ozone, tia UV, hay cơ chế phun xả nước liên tục, chuyển động tròn xoay, sóng siêu âm [2-3]. Mỗi loại ứng dụng một cơ chế và có những ưu – nhược điểm riêng, ví dụ như Ozone, tia UV có hại cho sức khỏe, cơ chế phun xả nước liên tục thì tốn nước, máy với chuyển động tròn xoay thì chỉ rửa củ mà không rửa được rau, cơ chế sóng siêu âm thì chỉ thích hợp với quy mô gia đình. Thêm vào đó, nhược điểm chung của các phương pháp trên là rất khó làm sạch được rau củ quả bám nhiều bùn đất như ở điều kiện ở Việt Nam. Chính vì vậy, hiện nay ở các hàng quán, Hình 2. Cơ cấu tay quay con trượt kết hợp dãy lò xo trong bếp ăn tập thể… ở Việt Nam cơ bản vẫn phổ biến là rửa máy rửa rau thế hệ mới rau bằng tay do chưa tìm được máy phù hợp. Nhằm khắc phục các nhược điểm của các máy trên thị trường hiện Mô hình máy rửa rau đa chức năng thế hệ mới hình nay và đáp ứng được nhu cầu của các cơ sở chế biến thực 1. Máy rửa rau hoạt động trên cơ sở 2 chuyển động phẩm quy mô vừa và lớn, các tác giả đề xuất cơ cấu máy chính là chuyển động lắc ngang của lồng rau và chuyển rửa rau/củ/quả đa năng kiểu mới [4]. Phương án mới cho động xoay lồng để đảo rau với tốc độ thấp. Trong đó, phép tích hợp nhiều chế độ trên cùng một máy, cụ thể là chuyển động chính là chuyển động lắc ngang của lồng chế độ rửa rau, chế độ vắt rau, chế độ rửa củ-quả. Đặc rau và được tạo ra nhờ nguyên lý của cơ cấu tay quay con Đặng Hoàng Minh, Bùi Văn Phương, Nguyễn Việt Đức, Phùng Văn Bình trượt truyền thống. Chuyển động lắc ngang của lồng giúp Con trượt B về lý thuyết chịu tác dụng của ngoại lực F, loại bỏ bùn đất bám trên rau củ. Đây là điểm khác biệt cơ có thể bao hàm nhiều loại lực thành phần, như lực cản kỹ bản của máy rửa rau củ kiểu mới so với các dạng máy rửa thuật ngược chiều với chiều chuyển động, lực đàn hồi của rau củ hiện có. lò xo (nếu có), cũng như các tải trọng chủ động khác. Sơ đồ của hệ chuyển động lắc ngang được thể hiện Trong mô hình tổng quát này, trọng tâm C và G của các trong hình 2. Để nâng cao các đặc tính động lực học của khâu OA, AB có thể ở vị trí bất kỳ. cơ cấu tay quay con trượt, đặc biệt là giảm sự rung lắc A Fixed của hệ thống do phản lực động gây ra, hệ lò xo đã được y stop sử dụng [5-7]. Sự ảnh hưởng của lò xo tới đặc tính động m 1 m β β G. 2 học của cơ cấu tay quay – con trượt sẽ được phân tích .C l2 B K trong phần tiếp theo, từ đó có thể tìm được bộ thông số l1 ...