BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƢỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ
KHOA CÔNG NGHỆ

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP

TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG
DÁN NHÃN CHAI TRONG
DÂYCHUYỀN SẢN XUẤT NƢỚC
ĐÓNG CHAI

CÁN BỘ HƢỚNG DẪN

Th.s Phạm Quốc Liệt
Th.s Mai Vĩnh Phúc

SINH VIÊN THỰC HIỆN

Nguyễn Văn Nam (MSSV: 1110395)
Lê Minh Phụng (MSSV: 1110448)
Ngành: Cơ khí chế tạo máy – Khóa 37

Tháng 5/2015


TRƢỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ

CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
Độc lập – Tự do – Hạnh phúc

KHOA CÔNG NGHỆ


PHẠM QUỐC LIỆT

-i-


TRƢỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ

CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
Độc lập – Tự do – Hạnh phúc

KHOA CÔNG NGHỆ
BỘ MÔN KỸ THUẬT CƠ KHÍ

NHẬN XÉT VÀ ĐÁNH GIÁ CỦA CÁN BỘ HƢỚNG DẪN
1. Cán bộ hƣớng dẫn: Mai Vĩnh Phúc
2. Đề tài: Tính toán thiết kế hệ thống dán nhãn chai trong dây chuyền sản xuất nƣớc
uống đóng chai.
3. Sinh viên thực hiện: Nguyễn Văn Nam
MSSV: 1110395
Lê Minh Phụng
MSSV: 1110410
4. Lớp: Cơ khí chế tạo máy

Khóa: 37

5. Nội dung nhận xét:
a. Hình thức của tập thuyết minh: ...........................................................................
b. Bản vẽ: ...............................................................................................................


MSSV: 1110395
Lê Minh Phụng
MSSV: 1110410
4. Lớp: Cơ khí chế tạo máy

Khóa 37

5. Nội dung nhận xét:
a. Hình thức của tập thuyết minh: ...........................................................................
b. Bản vẽ: ...............................................................................................................

..............................................................................................................................
c. Nội dung:
* Công việc và nội dung đã đạt đƣợc: .......................................................................
* Những vấn đề còn hạng chế: ..................................................................................
d. Nhận xét đối với từng sinh viên tham gia thực hiện đề tài: .....................................

................................................................................................................................
................................................................................................................................
e. Kết luận đề nghị: .................................................................................................
6. Điểm đánh giá: ....................................................................................................
Cần Thơ, ngày… tháng… năm 2015
Cán bộ chấm phản biện

-iii-


TRƢỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ

CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

6. Điểm đánh giá: ....................................................................................................
Cần Thơ, ngày… tháng… năm 2015
Cán bộ chấm phản biện

-iv-


LỜI CẢM ƠN
Qua suốt thời gian theo học ở trƣờng Đại Học Cần Thơ. Chúng em xin cảm ơn Ban
Giám Hiệu trƣờng Đại Học Cần Thơ, khoa Công Nghệ, các giảng viên . Đặc biệt, chúng
em xin cảm ơn thầy Mai Vĩnh Phúc, Phạm Quốc Liệt đã tận tình hƣớng dẫn, đóng góp ý
kiến quý báu trong quá trình học tập cũng nhƣ đề tài luận văn của chúng em.
Chúng em cũng xin gửi đếm gia đình lòng biết ơn sâu sắc đối với cha, mẹ và các
thành viên trong gia đình đã tạo mọi điều kiện thuận lợi về vật chất lẫn tinh thần để cho
chúng em có điều kiện học tập tốt nhất. Lời cảm ơn đến các bạn bè đã chia sẻ, đóng góp
ý kiến, giúp đỡ trong quá trình thực hiện đề tài.
Tuy đã có nhiều cố gắng trong quá trình thực hiện đề tài nhƣng chắc chắn sẽ không
tránh khỏi sai xót do hạn chế về kiến thức và thời gian có hạn. Rất mong quý thầy cô và
các bạn thông cảm và đóng góp ý kiến để đề tài đƣợc hoàn chỉnh hơn.
Sau cùng chúng em xin kính chúc quý thầy cô trƣờng Đại Học Cần Thơ, khoa Công
nghệ, thầy Mai Vĩnh Phúc, Phạm Quốc Liệt cùng các thầy cô bộ môn dồi dào sức khỏe
với những lời chúc tốt đẹp.
Chúng em xin chân thành cảm ơn!
Sinh viên thực hiện
Nguyễn Văn Nam

-v-

Lê Minh Phụng


MỤC LỤC

..................................................................................................... vii

DANH MỤC HÌNH ................................................................................................ x
DANH MỤC BẢNG ............................................................................................. xii
TÀI LIỆU THAM KHẢO .................................................................................. xiii
Chƣơng 1

....................................................................................................... 1

GIỚI THIỆU CHUNG........................................................................................... 1
1.1.Tổng quan về dây chuyền sản xuất nƣớc uống đóng chai. ......................................... 1
1.2.Sơ lƣợc về các quá trình thành phẩm. .......................................................................... 1
1.2.1. Quá trình thổi chai................................................................................................ 1
1.2.2. Quá trình rửa chai. .............................................................................................. 4
1.2.3. Nạp sản phẩm (vô nƣớc) .................................................................................... 4
1.2.4. Đóng nắp ............................................................................................................. 5
1.2.5.Dán nhãn chai ...................................................................................................... 6
1.2.5.1. Tình hình nghiên cứu trong và ngoài nƣớc ............................................... 6
1.2.5.1.1.Tình hình trong nƣớc .......................................................................... 7
1.2.5.1.2. Tình hình quốc tế. ............................................................................ 12
1.3.Phân loại máy dán nhãn tự động và bán tự đông. ................................................... 14
1.3.1. Máy dán nhãn dùng con lăn di động. ................................................................ 14
1.3.2. Dùng cơ cấu kẹp .............................................................................................. 15
-vii-


1.3.3. Dùng cơ cấu băng ma sát.................................................................................. 15
1.3.3.1. Loại I ........................................................................................................... 15


TÍNH TOÁN THIẾT KẾ. ........................................................................................38
3.1. Yêu cầu...................................................................................................................... 38
3.1.1. Năng suất. ........................................................................................................... 38
3.1.2. Hình dạng chai .................................................................................................... 38
3.2. Tính toán số vòng quay bàn xoay và số vòng quay băng tải .................................... 39
-viii-


3.2.1. Vận tốc và số vòng quay băng tải ....................................................................... 39
3.2.2. Tính công suất động cơ cần thiết cho băng tải .................................................... 41
3.2.3. Tính toán xác định số vòng quay bàn xoay. ........................................................ 43
3.3. Thành lập sơ đồ động. ............................................................................................... 44
3.4. Tính công suất yêu cầu của máy. .............................................................................. 46
3.4.1. Trọng lƣợng của chai và nƣớc. ......................................................................... 47
3.4.2. Khối lƣợng bàn quay ........................................................................................ 47
3.4.3. Khối lƣợng trục ................................................................................................ 48
3.5 Tính tóan bộ truyền đai thang .................................................................................... 49
3.6 Số vòng quay cuôn kéo nhãn ..................................................................................... 51
3.7. Tính cặp bánh ma sát và chiều dài băng cao su ........................................................ 52
3.7.1 Tính toán thiết kế cặp bánh ma sát. ..................................................................... 52
3.7.2. Chiều dài băng cao su. ........................................................................................ 54
3.8. Thiết kế hệ thống điều khiển. .................................................................................... 54
3.8.1. Cảm biến quang học và cảm biến màu. .............................................................. 54
3.8.2. Vị trí lắp đặt các cảm biến trên máy dán nhãn .................................................... 54
3.8.3. Cảm biến phát hiện lỗi sau khi dán. .................................................................... 55
3.8.4. Sơ đồ điều khiển và nguyên lý làm việc. ........................................................... 56
Chƣơng 4 .................................................................................................................58
KẾT LUẬN..............................................................................................................58
4.1. Kết luận. ........................................................................................................... 58

Hình 2.3: Một số loại đai thƣờng dùng ........................................................................ 28
Hình 2.4: Một số loại xích thƣờng dung....................................................................... 29
Hình 2.5: Một số bánh răng thƣờng dung ...............................................................30
-x-


Hình 2.6: Sơ đồ khối phƣơng án cấp phôi. ................................................................. 32
Hình 2.7: Cơ cấu hoạt động của bàn xoay ...............................................................35
Hình 2.8: Cơ cấu hoạt động của băng ma sát và bánh ma sát .................................36
Hình 3.1: Mô hình chai mẩu để dán nhãn ................................................................... 39
Hình 3.2: Cơ cấu truyền động băng tải đầu vào và ra của chai ................................ 41
Hình 3.3: Mô hình bàn xoay .......................................................................................... 44
Hình 3.4: Cơ cấu truyền dộng bàn quay cấp phôi ...................................................46
Hình 3.5: Trục bàn xoay ..........................................................................................49
Hình 3.6: Cơ cấu truyền động cuôn thu hồi nhãn ....................................................... 52
Hình 3.7: Cấu tạo băng ép cao su ................................................................................. 53
Hình 3.8: Nguyên lý cảm biến quan và cảm biến màu làm việc ............................... 55
Hình 3.9. Cảm biến phát hiện lỗi sau khi dán ..........................................................56
Hinh 3.10: Sơ đồ điều khiển của máy dán nhãn có lắp cảm biến…………………..57

-xi-


DANH MỤC BẢNG

Bảng 1.1: Thông số kỹ thuật Má chiết rót PF-F series…………………………….5
Bảng 1.2: Các thông số kỹ thuật Máy dãn nhãn chai tròn CYF- FS3001…………7
Bảng 1.3: Các thông số kỹ thuật Máy dán nhãn chai KS-D400………… … ……10
Bảng 1.4: Các thông số kỹ thuật Má dán nh n decal chai vuông tự động……….11
Bảng 1.5: Các thông số kỹ thuật Má Dán nh n decal ống tr n tự động…………12

Nạp sản phẩm

Đóng gói

Dán nhãn

Đóng nắp

Công việc đóng gói (thùng không đòi hỏi mức độ tự động cao, có thể sử
dụng con ngƣời là chính. Các công đoạn còn lại thì gắn liền với máy móc, mức
độ tự động hóa cao, theo một dây chuyền nhất định.Với mục đích quan trọng
là để giảm giá thành, tăng năng suất, rút ngắn thời gian tạo ra sản phẩm, nâng
cao khả năng cạnh tranh trong nền kinh tế thị trƣờng.
1.2 Sơ lƣợc về các quá trình thành phẩm.
1.2.1. Quá trình thổi chai.
PET (Polyethylene terephthalate) do bởi có các tính chất:
Bền cơ học cao, có khả năng chịu đựng lực xé và lực va chạm, chịu
đựng sự mài mòn cao, có độ cứng vững cao.
Trơ với môi trƣờng thực phẩm.
CBHD:Th.s Phạm Quốc Liệt
Th.s Mai Vĩnh Phúc

-1-

SVTH: Nguyễn Văn Nam 1110395
Lê Minh Phụng 1110410


Tính toán, thiết kế hệ thống dán nhãn chai trong dây chuyền sản xuất nước đóng
chai


Hình 1.4: Phôi sau khi gia nhiệt đƣa và hệ thống thổi và sản phẩm sau thổi.

CBHD:Th.s Phạm Quốc Liệt
Th.s Mai Vĩnh Phúc

-3-

SVTH: Nguyễn Văn Nam 1110395
Lê Minh Phụng 1110410


Tính toán, thiết kế hệ thống dán nhãn chai trong dây chuyền sản xuất nước đóng
chai
1.2.2 Quá trình rửa chai.
Rửa chai khi nạp sản phẩm là một quá trình rất quan trọng nhằm đảm
bảo vệ sinh và an toàn cho ngƣời tiêu dùng. Yêu cầu công nghệ chủ yếu của việc
rửa chai đó là việc rửa sạch, loại bỏ hết các chất cặn bả do quá trình tạo vỏ chai
để lại.
Hiện nay đa số các nhà máy sữa, bia rƣợu, nƣớc khoáng và các nhà máy thực
phẩm khác sử dụng máy rửa chai cải tiến.
Có nhiều phƣơng pháp rửa chai nhƣ:
- Phƣơng pháp bàn chải quay kim loại: Ngƣời ta sử dụng bàn chải quay
trong chai. Hình dạng bàn chải cho phép tách đƣợc cặn bẩn bên trong thành chai
cũng nhƣ đáy chai. Rửa bằng bàn chải có ƣu điểm là nên dùng với những chai
quá bẩn, chứa lớp cặn bẩn đã khô.
- Dùng tia nƣớc: (1) Vỏ chai đƣợc đƣa lên băng tải đến bồn rửa,(2) đƣợc
thiết bị đảo chiều đảo chai 180 độ cùng lúc đó vòi phun nƣớc phun sục nƣớc vào
bên trong thành chai.Áp lực đẩy của tia nƣớc làm các chất bụi bẩn bên trong
thành chai đƣợc nƣớc cuốn ra ngoài.

500ml)
Năng lực sản xuất
Điện thế
AC 380V±5% 50Hz
Động cơ điều chỉnh tốc
125-1250 vòng / phút
Đƣờng kính chai PET
ф55-ф95mm
Chiều cao chai PET
ф160-ф320mm
Trọng lƣợng tịnh
1000kg
Trọng lƣợng cả bao bì
1250kg
Kích thƣớc bao bì
1250*1050*2250mm
Kích thƣớc máy
1000×800×2000mm
Hệ thống chiết rót áp dụng công nghệ Châu Âu, đƣợc cải tiến liên tục để
phù hợp với môi trƣờng nóng ẩm của Việt Nam, với mạch điều khiển tự động
cân bằng áp lực trong quá trình chiết rót là một ƣu thế từ các thiết bị của
HYDAN so với các thiết bị khác trên thị trƣờng. Hệ thống chiết rót đƣợc áp
dụng rộng rãi tại các nhà máy sản xuất nƣớc tinh khiết hoặc nƣớc khoáng đóng
chai, với tần suất hoạt động cao, giảm chi phí vận hành và bảo trì.

CBHD:Th.s Phạm Quốc Liệt
Th.s Mai Vĩnh Phúc

-5-



-6-

SVTH: Nguyễn Văn Nam 1110395
Lê Minh Phụng 1110410


Tính toán, thiết kế hệ thống dán nhãn chai trong dây chuyền sản xuất nước đóng
chai

1.2.5.1

Tình hình nghiên cứu trong và ngoài nƣớc.

1.2.5.1.1 Tình hình trong nƣớc.
Máy dãn nhãn chai tròn CYF- FS3001 của CÔNG TY CỔ PHẦN
THƢƠNG MẠI CHẾ TẠO & CHUYỂN GIAO CÔNG NGHỆ TÂN PHÚ.
Bảng 1.2: Các thông số kỹ thuật Máy dãn nhãn chai tròn CYF- FS3001.
Kích thƣớc má
2000X1300X1500 mm
Điện áp
220V / 500W 60HZ
Phạm vi sản phẩm
Ø 20 – 100 mm. Cao 25 – 350 mm
Phạm vi tem nhãn
Dài: 15 – 200 mm . Rộng : 10 – 150mm
Đƣờng kính nhãn tối đa khi
dán
300 mm
Tốc độ dán nhãn

số đƣợc điều chỉnh tức thời bằng chƣơng trình mà không cần phải điều chỉnh
cơ khí nhƣ các loại máy kiểu cũ.
Ngƣời sử dụng có thể cài đặt và lƣu lại 10 chƣơng trình ứng với 10 loại
nhãn khác nhau. Khi chạy máy chỉ cần chọn chƣơng trình đã lƣu.
Bề rộng nhãn 40-100mm, chiều cao nhãn 40-150mm.
Năng suất: max 5000 chai/ giờ.
Nguồn điện sử dụng: 220V, 1 pha, 1KW.

Hình 1.9: Máy Dán Nhãn Decal 2 mặt AKB-LBD2.

CBHD:Th.s Phạm Quốc Liệt
Th.s Mai Vĩnh Phúc

-8-

SVTH: Nguyễn Văn Nam 1110395
Lê Minh Phụng 1110410


Tính toán, thiết kế hệ thống dán nhãn chai trong dây chuyền sản xuất nước đóng
chai

Hình 1.10: Sơ đồ nguyên lý hoạt động Máy dán nhãn Decal 2 mặt AKB-LBD2.
Ngu ên lý hoạt động: Sau khi máy đƣợc khởi động tại hộp điều khiển
số (3) các chai đƣợc đƣợc đƣa đến cổng dán nhãn chai (nơi giao giữa chai và
nhãn dán) (4). Cùng lúc đó 2 trục quấn giấy decal (1) và (2) quay cùng chiều
giấy decal đƣợc dán lên 2 bên mặt chai.
Vận tốc quay của trục (1) và (2) đƣợc quyết định bởi hộp điều khiển số
bởi vì 2 mặt kích thƣớc của decal khác nhau do nhà sản xuất qui định để thể
hiện tên hiệu, logo của sản phảm…

20
260 x 580 x 550
Kích thƣớc(mm)
Ƣu điểm: Máy gọn nhẹ, dễ di chuyễn, độ chính xác cao, năng suất lớn…
Nhƣợc điểm : máy móc phức tạp, khó chế tạo , yêu cầu băng keo hai mặt nên giá
thành cao và giữ vệ sinh khó khăn sau khi dán vào chai do bề mặt ngoài còn keo
sẻ bám bụi vào, hoặc phải thêm công đoạn dán lớp nilon vào mặt ngoài làm cho
giá thành cao.
Máy dán nhãn decal chai vuông tự động, xuất xứ Công ty CPTM CHẾ
TẠO & CHUYỂN GIAO CÔNG NGHỆ TÂN PHÚ (áp dụng cảm biến nhãn
của Đức và Nhật bản).

CBHD:Th.s Phạm Quốc Liệt
Th.s Mai Vĩnh Phúc

-10-

SVTH: Nguyễn Văn Nam 1110395
Lê Minh Phụng 1110410


Tính toán, thiết kế hệ thống dán nhãn chai trong dây chuyền sản xuất nước đóng
chai
Bảng 1.4: Các thông số kỹ thuật Máy dán nhãn decal chai vuông tự động.
MODEL
Đƣờng kính
Chiều cao của
chai(mm)
Độ dài của nhãn(mm)
Chiều cao của nhãn


SVTH: Nguyễn Văn Nam 1110395
Lê Minh Phụng 1110410


Tính toán, thiết kế hệ thống dán nhãn chai trong dây chuyền sản xuất nước đóng
chai

1.2.5.1.1 Tình hình quốc tế.
Máy Dán nhãn decal ống tròn tự động Xuất xứ Đài loan.

Hình 1.13: Máy Dán nhãn decal ống tròn tự động.
Bảng 1.5: Các thông số kỹ thuật Máy Dán nhãn decal ống tròn tự động.

Kích thƣớc nhãn
Kích thƣớc ống
Tốc độ dán nhãn điều chỉnh
đƣợc
Kích thƣớc máy
Trọng lƣợng máy
Điện nguồn

cao 8-80 mm, dài 10-80 mm
đƣờng kính 10- Ø 24 mm, dài 20-90
mm.
12-30 m/ phút hay 0-250 sp/ phút
D2000mmx R 1100mmx
C1550mm (mm).
350kg
220V, 1 pha, 50Hz, 450W