Xã hội ngày càng phát triển, nhu cầu vật chất và tinh thần của con người ngày càng cao, vì thế bài toán về cung – cầu đang được các nhà sản xuất tìm cách giải quyết. Tự động hóa trong dây chuyền sản xuất là một phương án tối ưu, nó đòi hỏi sự nhanh chóng, chính xác và giảm thiểu được nhân công lao động. Quá trình sản xuất càng được tự động hóa cao càng nâng cao năng suất sản xuất giảm chi phí tăng tính cạnh tranh cho các doanh nghiệp. Xét điều kiện cụ thể ở nước ta trong công cuộc công nghiệp hóa hiện đại hóa sử dụng ngày càng nhiều thiết bị hiện đại để điều khiển tự động các quá trình sản xuất, gia công, chế biến sản phẩm…Điều này dẫn tới việc hình thành các hệ thống sản xuất linh hoạt, cho phép tự động hóa ở mức độ cao đối với sản xuất hàng loạt nhỏ và loạt vừa trên cơ sở sử dụng các máy CNC, robot công nghiệp. Trong đó có một khâu quan trọng ảnh hưởng đến chất lượng hàng hóa bán ra là hệ thống phận loại sản phẩm. Đồ án “ Thiết kế hệ thống SXTĐ” được nghiên cứu nhằm củng cố kiến thức cho sinh viên, đồng thời giúp cho học sinh sinh viên thấy được mối liên hệ giữa những kiến thức đã học ở trường với những ứng dụng bên ngoài thực tế. Đề tài có nhiều ứng dụng quan trọng trong nhiều lĩnh vực như vận chuyển sản phẩm, đếm sản phẩm và phân loại sản phẩm.
TỔNG QUAN HỆ THỐNG PHÂN LOẠI SẢN PHẨM 3
Khái niệm và ứng dụng 3
Hệ thống phân loại sản phẩm là một giải pháp tự động hoặc bán tự động, giúp phân nhóm các sản phẩm dựa trên các thuộc tính tương đồng Mục tiêu của hệ thống này là tối ưu hóa quy trình đóng gói và loại bỏ các sản phẩm bị hỏng, từ đó nâng cao hiệu quả sản xuất.
Hình 1.1 1-1 Hệ thống phân loại sản phẩm tự động
Hệ thống phân loại sản phẩm hiện nay có rất nhiều trong ứng dụng thực tế trong
Phân loại sản phẩm theo kích thước là phương pháp thường được sử dụng trong các ngành công nghiệp chế biến bia và nước giải khát Phương pháp này giúp phân loại sản phẩm dựa trên kích thước của chúng, từ đó tối ưu hóa quy trình sản xuất và đáp ứng nhu cầu của thị trường.
Hình 1.1 1-2 Hệ thống phân loại hàng hóa theo kích thước của Lazada
Phân loại sản phẩm theo màu sắc là một phương pháp hiệu quả, thường được sử dụng trong các dây chuyền chế biến nông sản và vật liệu xây dựng Phương pháp này giúp phân loại chính xác sản phẩm dựa trên màu sắc, từ đó nâng cao chất lượng và hiệu quả sản xuất.
Hình 1.1 1-3 Hệ thống phân loại cam theo màu sắc
Phân loại sản phẩm theo khối lượng: Phương pháp này dựa vào khối lượng của sản phẩm mà phân loại, thường gặp nhiều trong chế biến thủy, hải sản.
Hình 1.1 1-4 Hệ thống phân loại sản phẩm theo khối lượng
Phân loại sản phẩm theo vật liệu là phương pháp dựa trên loại vật liệu cấu thành sản phẩm Phương pháp này thường sử dụng hiện tượng cảm ứng điện từ để nhận diện sản phẩm có chứa kim loại, đặc biệt hữu ích trong các dây chuyền sản xuất thực phẩm.
Mã vạch được phân loại riêng cho từng sản phẩm, bao gồm thông tin về số lượng, mặt hàng và khách hàng ngay trên bao bì Phương pháp này sử dụng công nghệ laser hoặc công nghệ chụp ảnh tuyến tính, cho phép quét mã vạch bằng cách phát ra các tia sáng thẳng.
Hình 1.1 1-5 Hệ thống phân loại sản phẩm theo mã vạch của Opticon
Nguyên lý hoạt động 6
Nguyên lý hoạt động chung :
Hệ thống phân loại sản phẩm sử dụng cảm biến để xác định các yếu tố phân loại Sản phẩm được di chuyển từ bộ phận tiếp nhận đến bộ phận điều khiển qua băng chuyền để tiến hành phân loại Sau khi phân loại, sản phẩm sẽ được chuyển đến thùng hàng để đóng gói, và chu trình này sẽ tiếp tục cho đến khi hết sản phẩm.
CÁC THÀNH PHẦN CƠ BẢN CỦA HỆ THỐNG 7
Băng tải 7
Băng tải là thiết bị công nghiệp thiết yếu, giúp di chuyển nguyên vật liệu một cách hiệu quả từ điểm này sang điểm khác mà không cần sức lao động của con người Thiết bị này giúp các nhà máy và xí nghiệp giải quyết triệt để vấn đề vận chuyển nguyên vật liệu.
Băng tải cần được thiết kế với cấu trúc cơ khí đơn giản nhưng vẫn đảm bảo độ bền và khả năng hoạt động hiệu quả trong các chế độ làm việc đa dạng.
Hình 1.3 1-2 Cấu tạo chung của băng tải
1 Bộ phận kéo cùng các yếu tố làm việc trực tiếp mang vật
2 Trạm dẫn động, truyền chuyển động cho bộ phận kéo
3 Bộ phận căng, tạo và giữ lực căng cần thiết cho bộ phận kéo
4 Hệ thống đỡ (giá đỡ, con lăn, ) làm phần trượt cho bộ phận kéo
Khi thiết kế băng vận chuyển sản phẩm đến vị trí phân loại có thể lựa chọn một trong số các loại băng tải sau:
Loại băng tải Tải trọng Phạm vi ứng dụng
Băng tải dây đai < 50 kg Vận chuyển từng chi tiết giữ các nguyên công hoặc vận chuyển thùng chứa trong gia công cơ và lắp ráp.
Băng tải lá 25 – 125 kg Vận chuyển chi tiết trên vệ tinh trong gia công chuẩn bị phôi và trong lắp ráp.
Băng tải thanh đẩy 50 – 250 kg Vận chuyển các chi tiết lớn giữa các bộ phận với khoảng cách > 50m.
Băng tải con lăn 30 – 500 kg Vận chuyển các chi tiết trên các vệ tinh giữa các nguyên công với khoảng cách < 50m.
Bộ truyền đai/xích 9
Các yêu cầu chung của bộ truyền động với băng tải:
Trong quá trình sản xuất tại nhà máy, thiết bị băng tải hoạt động liên tục với chế độ dài hạn và phụ tải ổn định Để đáp ứng yêu cầu công nghệ cho các thiết bị băng tải, cần đảm bảo không có yêu cầu điều chỉnh tốc độ tại các phân xưởng sản xuất Điều này giúp duy trì tốc độ nhất định, phù hợp với nhịp độ làm việc và đồng bộ hóa toàn bộ dây chuyền sản xuất khi cần thiết.
Trong các hệ thống truyền động của băng tải liên tục, việc khởi động đồng tải là rất quan trọng Do đó, cần lựa chọn động cơ truyền động phù hợp, ưu tiên động cơ có hệ số trượt lớn và rãnh stato sâu để đảm bảo hệ số mở máy cao, giúp băng tải vận hành hiệu quả và ổn định.
So sánh bộ truyền đai và bộ truyền xích:
Bộ truyền đai Bộ truyền xích Ưu điểm
Có khả năng truyền chuyển động và cơ năng giữa các trục ở xa nhau.
Làm việc êm và không ồn.
Giữ được an toàn cho các chi tiết máy và động cơ khi bị quá tải do hiện tượng trượt trơn.
Có khả năng truyền chuyển động giữa các trúc cách nhau tương đối lớn.
Kích thước nhỏ hơn so với truyền động đai.
Không có hiện tượng trượt.
Có thể cùng môt lúc truyền chuyển động cho nhiều trục.
Lực tác dụng lên trục nhỏ hơn truyền động đai vì không cần căng xích.
Khuôn khổ và kích thước lớn
Tỉ số truyền không ổn định, hiệu suất thấp do có sự trượt đàn hồi.
Lực tác dụng lên trục và ổ lớn do phải căng đai.
Việc va đập khi vào khớp gây ra tiếng ồn lớn trong quá trình làm việc, khiến nó không phù hợp với vận tốc cao Hệ thống này yêu cầu chế tạo và lắp ráp chính xác hơn, đồng thời cần được chăm sóc và bảo quản thường xuyên để duy trì hiệu suất.
Vận tốc và tỷ số truyền tức thời không ổn định.
Dễ mòn khớp bản lề.
Do thích hợp với vận tốc cao nên thường lắp ở đầu vào của hộp giảm tốc.
Thường dùng khi cần truyền động trên khoảng cách trục lớn.
Thích hợp với vận tốc thấp, thường lắp ở đầu ra của hộp giảm tốc.
Thích hợp truyền động với khoảng cách trục trung bình, yêu cầu làm việc không có trượt.
2.3 Pít tông/ van khí nén:
Cơ cấu phân loại sản phẩm được thiết kế sử dụng pít tông khí nén, một thiết bị cơ học hoạt động nhờ khí nén Pít tông khí nén chuyển đổi năng lượng tiềm năng thành động năng nhờ sự chênh lệch áp suất, với áp suất trong xi lanh lớn hơn áp suất khí quyển Sự chuyển động của pít tông giúp sản phẩm hoạt động theo mong muốn của người dùng.
Cấu trúc của hệ thống khí nén (The structure of Pneumatic Systems) thường bao gồm các khối thiết bị sau:
- Trạm nguồn: Máy nén khí, bình tích áp, các thiết bị an toàn, các thiết bị xử lý khí nén (lọc bụi, lọc hơi nước, sấy khô,…)…
- Khối điều khiển: các phần tử xử lý tín hiệu điều khiển và các phần tử điều khiển đảo chiều cơ cấu chấp hành.
- Khối các thiết bị chấp hành: Xi lanh, động cơ khí nén, giác hút.
Hình 1.3 1-3 Sơ đồ hệ thống khí nén của cơ cấu đẩy phân loại sản phẩm theo chiều cao
1-nguồn khí nén, 2-van lọc, 3-van điều chỉnh áp suất, 4-đồng hồ đo áp suất, 5-van phân phối 3/2, 6- van tiết lưu
Các dạng truyền động sử dụng khí nén:
Truyền động thẳng là một lợi thế nổi bật của hệ thống khí nén nhờ vào cấu trúc đơn giản và tính linh hoạt của cơ cấu chấp hành Hệ thống này thường được ứng dụng rộng rãi trong các thiết bị gá kẹp chi tiết trong quá trình gia công, cũng như trong các thiết bị đột dập, phân loại và đóng gói sản phẩm.
Truyền động quay là lựa chọn tối ưu khi cần tốc độ truyền động cao mà công suất không lớn, mang lại sự gọn nhẹ và tiện lợi Tuy nhiên, với các hệ thống truyền động quay có công suất lớn, chi phí sẽ cao hơn so với truyền động điện Hệ thống khí nén có nhiều ưu điểm nổi bật.
Không khí có tính chất đàn hồi, cho phép nó được nén và lưu trữ trong bình chứa với áp suất cao, biến nó thành một nguồn năng lượng hiệu quả.
Khí nén có khả năng truyền tải hiệu quả qua hệ thống đường ống với tổn thất tối thiểu, đồng thời sau khi thực hiện công cơ học, khí này có thể được thải ra ngoài mà không gây hại cho môi trường.
- Tốc độ truyền động cao, linh hoạt, dễ điều khiển với độ tin cậy và chính xác.
- Có giải pháp và thiết bị phòng ngừa quá tải, quá áp suất hiệu quả.
Nhược điểm của hệ thống khí nén:
Công suất truyền động khí nén thường không lớn, và khi nhu cầu về công suất tăng cao, chi phí cho hệ thống truyền động khí nén có thể cao hơn từ 10-15 lần so với truyền động điện tương đương Tuy nhiên, kích thước và trọng lượng của hệ thống khí nén lại chỉ bằng một phần nhỏ so với hệ thống điện.
30% so với truyền động điện.
Khi tải trọng thay đổi, vận tốc truyền động có xu hướng biến đổi do tính đàn hồi cao của khí nén, dẫn đến khó khăn trong việc duy trì chuyển động thẳng đều hoặc quay đều.
- Dòng khí nén được giải phóng ra môi trường có thể gây tiếng ồn.
Cảm biến là thiết bị điện tử phổ biến trong công nghiệp và truyền thông, có chức năng nhận biết các yếu tố vật lý hoặc hóa học Sau khi nhận diện, cảm biến chuyển đổi thông tin thành dạng mã hóa và gửi về màn hình, máy tính hoặc hệ thống PLC, giúp điều khiển các thiết bị từ xa một cách hiệu quả.
Hình 1.3 1-4 Một số loại cảm biến
- Cảm biến có khả năng đo chính xác các đại lượng cần đo.
- Ít bị nhiễu bởi môi trường xung quanh.
- Điện áp cấp cho cảm biến phải phù hợp với điện áp của mạch điều khiển.
Hình 1.3 1-5 Động cơ điện với các kích cỡ khác nhau
Các loại động cơ điện:
Động cơ điện một chiều và hệ thống động cơ – máy phát cho phép điều chỉnh mômen và vận tốc góc một cách linh hoạt, đảm bảo khởi động êm ái, dễ dàng hãm và đảo chiều.
Nhược điểm của chúng là đắt, riêng loại động cơ điện 1 chiều lại khó kiếm và phải tăng thêm vốn đầu tư để đặt các thiết bị chỉnh lưu.
Động cơ xoay chiều được chia thành hai loại chính: động cơ xoay chiều một pha và động cơ xoay chiều ba pha Động cơ một pha thường có công suất nhỏ và thích hợp để kết nối với mạng điện chiếu sáng.
Mô hình thiết kế phục vụ đào tạo cần đáp ứng một số yêu cầu kỹ thuật chung, mặc dù không thể hoàn toàn thỏa mãn tất cả các yêu cầu thực tế và điều kiện phân loại phức tạp.
- Mô hình cơ bản phải phù hợp với nguyên lý phân loại trong thực tế.
- Lắp ráp, đầu nối và vận hành điều khiển dễ dàng.
- Sử dụng các vật tư, thiết bị, linh kiện thông dụng, dễ dàng thay thế, sửa chữa.
2.6.1 Lựa chọn phương án thiết kế:
Theo yêu cầu của đề bài, em lựa chọn phương án thiết kế của mô hình hệ thống phân loại sản phẩm như sau:
Băng tải dây đai là một phần quan trọng trong hệ thống băng tải, trong đó dây băng được uốn vòng qua các puly dẫn động và puly bị động Phần giữa hai puly này được dẫn hướng và hỗ trợ bởi các con lăn, giúp quá trình vận chuyển hàng hóa diễn ra một cách hiệu quả và ổn định.
- Dẫn động giữa động cơ và băng tải sử dụng bộ truyền xích.
- Sử dụng pít tông khí nén thực hiện nhiệm vụ nhận biết, cấp và phân loại sản phẩm.
- Nguồn lực dẫn động tải sử dụng động cơ
Cảm biến 12
Cảm biến là thiết bị điện tử phổ biến trong công nghiệp và truyền thông, có khả năng nhận diện các yếu tố vật lý hoặc hóa học Sau khi nhận biết, cảm biến chuyển đổi thông tin thành dạng mã hóa và gửi về màn hình, máy tính hoặc hệ thống PLC, giúp điều khiển các thiết bị từ xa một cách hiệu quả.
Hình 1.3 1-4 Một số loại cảm biến
- Cảm biến có khả năng đo chính xác các đại lượng cần đo.
- Ít bị nhiễu bởi môi trường xung quanh.
- Điện áp cấp cho cảm biến phải phù hợp với điện áp của mạch điều khiển.
Động cơ 13
Hình 1.3 1-5 Động cơ điện với các kích cỡ khác nhau
Các loại động cơ điện:
Động cơ điện một chiều cùng với hệ thống động cơ – máy phát mang lại khả năng điều chỉnh mômen và vận tốc góc linh hoạt, cho phép khởi động êm, hãm an toàn và đảo chiều dễ dàng.
Nhược điểm của chúng là đắt, riêng loại động cơ điện 1 chiều lại khó kiếm và phải tăng thêm vốn đầu tư để đặt các thiết bị chỉnh lưu.
Động cơ xoay chiều được chia thành hai loại chính: động cơ xoay chiều một pha và động cơ xoay chiều ba pha Động cơ một pha thường có công suất nhỏ, phù hợp để kết nối với mạng điện chiếu sáng.
Yêu cầu thiết kế 14
Mô hình thực hành phục vụ đào tạo không thể đáp ứng hoàn toàn các yêu cầu thực tế và điều kiện phân loại phức tạp Tuy nhiên, thiết kế mô hình cần tuân thủ một số yêu cầu kỹ thuật cơ bản.
- Mô hình cơ bản phải phù hợp với nguyên lý phân loại trong thực tế.
- Lắp ráp, đầu nối và vận hành điều khiển dễ dàng.
- Sử dụng các vật tư, thiết bị, linh kiện thông dụng, dễ dàng thay thế, sửa chữa.
2.6.1 Lựa chọn phương án thiết kế:
Theo yêu cầu của đề bài, em lựa chọn phương án thiết kế của mô hình hệ thống phân loại sản phẩm như sau:
Băng tải dây đai là một phần quan trọng trong hệ thống băng tải, trong đó dây băng được uốn vòng qua các puly dẫn động và bị động Phần giữa hai puly này được dẫn hướng và đỡ bởi các con lăn, giúp đảm bảo hiệu suất vận chuyển hàng hóa một cách hiệu quả.
- Dẫn động giữa động cơ và băng tải sử dụng bộ truyền xích.
- Sử dụng pít tông khí nén thực hiện nhiệm vụ nhận biết, cấp và phân loại sản phẩm.
- Nguồn lực dẫn động tải sử dụng động cơ
Phân loại sản phẩm là một vấn đề quan trọng và được áp dụng rộng rãi trong thực tế hiện nay Nhận thấy sự cần thiết này, trong đồ án môn học, tôi sẽ xây dựng một mô hình nhỏ với chức năng tương tự như trong thực tế, cụ thể là tạo ra một dây chuyền băng tải để vận chuyển sản phẩm.
TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG 16
Hệ thống băng tải 16
Trọng lượng phôi Kích thước hình học phôi (cm)
Nguồn lực dẫn động : Động cơ điện
Chọn thông số hình học của sản phẩm trên băng: Hình trụ
3.1.1 Tính các thông số hình, động học băng tải: a) Tính chiều dài L, chiều rộng W và chiều cao H của băng tải
Trong đó: n là số sản phẩm trên băng tải tại 1 thời điểm (chọn là 10) d là đường kính sản phẩm x là khoảng cách giữa 2 mép gần nhau nhất của 2 sp
Thời gian sản phẩm chuyển động được quãng đường y phải lớn hơn 1 chu trình của pít tông
Ta có bất phương trình : (1)
Trong đó: y là k/c giữa tâm 2 sp cạnh nhau v là vận tốc băng tải v1 là vận tốc của pít tông
M là k/c từ xi lanh đến mép băng tải (chọn M=5 cm)
Chọn v1 bằng cách tra đồ thị :
Chọn hành trình 200 mm => v1 = 0,5 m/s = 50 cm/s ( do Qmax = 6.5 kg )
Thay các số liệu vào phương trình (1) ta có :
Như vậy, chiều rộng băng tải có thể lấy trong khoảng khá rộng ( < 200,9 cm ) do v1>>v Để phù hợp với đường kính sản phẩm cũng như dễ dàng thiết kế :
Ta chọn được xilanh loại : DSNU-20-200 của hãng Festo.
Theo đó ta chọn được:
+ Số sản phẩm tối đa trên băng tải tại thời điểm tức thời n = 10
+ Khoảng cách giữa các sản phẩm x = 50 cm
+ Thời gian một sản phẩm đi hết băng tải t= 75 s
+ Vận tốc băng tải v = 6,8 cm/s
- Phân tích lực tác dụng trên băng tải
+ Lực căng băng ban đầu
+ Lực ma sát giữa dây băng và bề mặt tấm đỡ, con lăn,… do khối lượng phôi và dây băng
Lực căng dây tại mỗi điểm đặc trưng (i) sẽ bằng lực căng tại điểm ngay trước nó (i-1) cộng với lực cản chuyển động của dây trên đoạn từ (i-1) đến i.
Các lực cản chuyển động của băng: W0/1: Lực cản trên đoạn nằm ngang từ điểm 0 đến 1
: là trọng lượng 1 m dài băng (tính theo khả năng chịu tải khối lượng băng tải là 25N/m 2 , W=0,5 m ) w: là hệ số cản riêng của hệ thống đỡ dây; w =0,2 - 0,4 Chọn w = 0.4
: Lực cản trên đoạn uốn cong qua tang bị động từ điểm 1 đến 2
= ξ S1 = ξ.(+)= 0,06.(+25,5) ξ : là hệ số cản trên tang đổi hướng ξ = 0,03 – 0,06 chọn ξ =0.06
: Lực cản trên đoạn nằm ngang có tải từ điểm 2 đến 3.
Qt: là tổng trọng lượng tải đặt trên băng (N)
Lực kéo băng là lực được truyền từ tang dẫn sang băng
Như vậy muốn tìm F ta cần tìm Để xác định ta dựa vào điều kiện đủ lực ma sát để truyền lực ở tang dẫn động: ≤
Trong đó : α = π : góc ôm của băng trên tang f: hệ số ma sát giữa băng với tang, = 0,2 ~ 0,4.Chọn =0.4
Công suất yêu cầu trên trục tang
3.1.3 Tính trục tang chủ/ bị động của con lăn
Khi chọn băng tải PVC dày 3mm, cần tuân thủ quy định của nhà sản xuất về đường kính con lăn tối thiểu là 60 mm Do đó, đường kính con lăn chủ động cũng nên được chọn là 60 mm.
- Tính chọn trục tang/ con lăn
Chọn các kích thước ABmm, DE= 50 mm, BCP0 mm (đã tính ở trên), Biểu đồ momen của trục con lăn
Trục dài 610 mm, nhông cách ổ lăn E 30 mm
Các lực tác dụng theo phương Y:
Trọng lượng của con lăn: P1= 100N
Trọng lượng của nhông xích: P2= 5N
Phản lực của 2 ổ bi: YB và YC
Lực do băng tải tác dụng lên con lăn: F35N
Phản lực của 2 ổ bi: XB và XC
Các lực gây xoắn: Momen do lực F gây ra :
Tính toán đường kính sơ bộ: Chọn điểm nguy hiểm ở chính giữa trục
Mtđ Tra bảng 10.5, với đường kính trục bằng 60 mm ta có X Mpa d
Chọn ổ lăn có đường kính trong là 30 mm.
3.1.4 Tính chọn động cơ Để chọn được động cơ cần biết 2 thông số
- Công suất cần thiết trên trục động cơ Pct
- Số vòng quay sơ bộ trên trục động cơ nsb
Hai thông tin này được tính toán từ dữ liệu đầu vào Cụ thể là từ vận tốc V của bảng tải và lực kéo của băng tải F
Công suất cần thiết trên trục động cơ (Pct) được xác định bằng công thức: 𝑃𝑃𝑃 = 𝑃 𝑃𝑃 /𝑃 Trong đó, Plv là công suất làm việc tính trên trục công tác, và P là hiệu suất tổng của bộ truyền, bao gồm hiệu suất của ổ lăn và hiệu suất của bộ truyền đai hoặc xích.
𝑃 = 𝑃𝑃 𝑃 𝑃ol 𝑃ol 𝑃đ … Các giá trị hiệu suất này được tra trong bảng 2.3
Số vòng quay sơ bộ của trục động cơ được tính dựa trên số vòng quay của trục công tác (trục làm việc) của băng tải hoặc xích tải Công thức xác định số vòng quay sơ bộ là 𝑃𝑃𝑃 = 𝑃𝑃𝑃 𝑃.
𝑃𝑃𝑃 `000.V/ (π.D) `000.0,068/ (π.60) !,6 (vòng/phút) uc=ux ut=3.8$ nsb= 518 vòng/phút.
+ Momen yêu cầu trên trục động cơ :
- Công suất trên trục: Pct = 25 W
- Momen yêu cầu trên trục động cơ: M = 6,98 Nm
Với yêu cầu trên ta chọn được động cơ của hãng APG: ( kèm hộp giảm tốc )
Bảng thông số động cơ: Điện áp hoạt động 120V AC – 1 pha
Số vòng quay cực đại ( qua hộp giảm tốc ) 54 v/ph Đường kính trục ( qua hộp giảm tốc ) 12 mm ( có then )
Moomen xoắn ( qua hộp giảm tốc ) 12 Nm Đặc điểm sản phẩm
Động cơ AC sử dụng roto là nam châm vĩnh cửu và stato là cuộn dây, do đó không cần chổi than, giúp tăng độ bền và độ êm của động cơ Ngoài ra, ở phía đuôi động cơ còn được trang bị quạt tản nhiệt, đảm bảo hiệu suất hoạt động ổn định.
Hộp giảm tốc là thiết bị gồm hệ thống bánh răng kim loại, giúp giảm tốc độ động cơ xuống mức ổn định Bằng cách thay đổi hộp giảm tốc với các tỷ số truyền khác nhau, người dùng có thể điều chỉnh được nhiều tốc độ đầu ra cho cùng một loại động cơ.
• Kết cố định động cơ và hộp giảm tốc cần sử dụng bulong
• Bộ điều tốc giúp thay đổi tốc độ động cơ và thay đổi chiều quay động cơ
• Trục ra động cơ có rãnh then để lắp vào các bộ phận khác
3.1.5 Tính toán chọn bộ truyền ngoài
Trong đó : v là vận tốc băng tải (m/s ) là tốc độ quay của con lăn ( vòng/phut) là đường kính con lăn (mm)
Vậy ta có số liệu ban đầu : công suất động cơ 𝑃1 = 0,24 (𝑃𝑃), số vòng quay con lăn chủ động 𝑃1 = 21,6 vg/ph, tỉ số truyền Ux = 1,5, góc nghiêng bộ truyền xích β = 30 0
- Chọn số răng cho đĩa xích chủ động:
Tỷ số truyền thực tế: ut Sai lệch tỷ số truyền:
Công xuất tính toán: Pt = P1 k kz kn ≤ [P]
Bộ truyền xích thí nghiệm tiêu chuẩn có số răng Z01% và vận tốc vòng đĩa xích n01 = 50 vòng/phút Hệ số k được tính bằng k = k0 ka kđc kbt kđ kc, trong đó k0 là hệ số ảnh hưởng của vị trí bộ truyền (β < 60 độ => k0 = 1), ka là hệ số khoảng cách trục và chiều dài xích (a = (30 – 50) p => ka = 1), và kđc là hệ số điều chỉnh lực căng xích.
Vị trí trục được điều chỉnh thông qua một trong các đĩa xích, với hệ số kđc = 1 cho thấy ảnh hưởng của bôi trơn Trong điều kiện không bụi, hệ số kbt = 1 được áp dụng, cùng với hệ số kđ = 1 cho tải trọng động.
Tải trọng va đập => kđ = 1,3 kc: Hệ số kể đến chế độ làm việc của bộ truyền
Tra bảng chọn bước xích p = 12,7 mm
Chọn trục sơ bộ: a@.t@.12,7P8 (mm) x=> Chọn số mắt xích là 114
Số lần va đập của xích ống: Tra bảng 2.[1] với loại xích ống con lăn, bước xích 𝑃
= 12.7 ⇒ Số lần va đập cho phép của xích là: [i]5 i = => Thỏa mãn
Kiểm nghiệm độ bền xích:
• Q - Tải trọng phá hỏng: Tra bảng 2.2 [1] với t = 12,7 (mm) ta được:
- Khối lượng 1 mét xích: q = 0,3(Kg)
• kđ -Hệ số tải trọng động: kđ = 1,3
• Fv – lực căng do lực li tâm sinh ra: Fv = q v 2 = 0,3 0,068 2 0,0013N
• F0 - Lực căng do trọng lượng nhánh xích bị động sinh ra: 𝑃0 = 9,81.𝑃𝑃.𝑃.𝑃
Trong đó kf là hệ số phụ thuộc độ võng của xích: do 𝑃 ≤ 40° ⇒ 𝑃𝑃 = 4
• [s] - Hệ số an toàn cho phép: Tra bảng 2.3 [1] với t = 12,7 (mm), n1!,6 vg/ph ta được [s]=7 Do vậy s= = 18,6 > [𝑃] ⇒ 𝑃ℎỏ𝑃 𝑃ã𝑃
• Đường kính vòng chia: d1 = = 9,4 (mm) d2 = = 5,9 (mm)
- Kiểm nghiệm răng đĩa xích về độ bên tiếp xúc:
▪ kđ : hệ số tải trọng động Kđ=1,3
▪ A: Diện tích chiếu của bản lề: Tra bảng 2.5 [1]với p,7 mm ta được A = 39,6 mm2
▪ kr: Hệ số ảnh hưởng của số răng đĩa xích, tra bảng ở trang 2.4 [1] theo số răng z1
▪ kd: Hệ số phân bố tải không đều giữa các dãy (nếu sử dụng 1 dãy xích ⇒ kd = 1).
▪ Fvđ: Lực va đập trên m dãy xích: 𝑃𝑃đ = 13 .n1.
▪ E: Môđul đàn hồi 𝑃 = = =2,1. do 𝑃1 = 𝑃2 = 2,1 Mpa ( cả 2 đều làm bằng thép )
Thay số vào ta được:
Trong bảng 2.6, chúng ta lựa chọn vật liệu cho đĩa xích là gang xám, với đặc điểm là đĩa bị động có số răng lớn (z > 50) và vận tốc xích nhỏ (v < 3 m/s) Đặc tính cơ học của vật liệu này là [σH] = 650 (MPa), lớn hơn hoặc bằng σH = 449 (MPa).
Bảng 2.4: ảnh hưởng của số răng đĩa xích phụ
Bảng 2.5 diện tích chiếu mặt tựa bản lề A
Bảng 2.6 Vật liệu làm đĩa xích
- Xác định lực tác dụng lên trục 𝑃 𝑃 = 𝑃𝑃.𝑃 𝑃
Trong đó kx: hệ số kể đến trọng lượng của xích kx=1,15 vì β ≤ 40o
Tổng hợp các thông số của bộ truyền xích:
Thông số Kí hiệu Giá trị
Loại xích Xích ống con lăn
Số răng đĩa xích nhỏ Z1 27
Số răng đĩa xích lớn Z2 41
Đĩa xích Gang xám có đường kính vòng chia nhỏ 𝑃1 là 109,4 mm và đường kính vòng chia lớn 𝑃2 là 165,9 mm Đường kính vòng đỉnh của đĩa xích nhỏ 𝑃𝑃1 đạt 115,0 mm, trong khi đường kính vòng đỉnh của đĩa xích lớn 𝑃𝑃2 là 171,8 mm.
Bán kính đáy r 3,94 (𝑃𝑃) Đường kính chân răng đĩa xích nhỏ 𝑃 𝑃1 101,5 (𝑃𝑃) Đường kính chân răng đĩa xích lớn 𝑃𝑃2 162,0 (𝑃𝑃)
Lực tác dụng lên trục Fr 422,8 N
Hệ thống cấp phôi 37
Để cấp phôi hình trụ ta sử dụng phễu cấp phôi có phiến trượt chuyển động lên xuống:
Hình 2.1 : Phễu cấp phôi có phiến trượt chuyển động lên xuống
1: Phễu chứa phôi 2: Con quay 3: Cửa sổ cấp phôi 4: Pit-tông đẩy phôi 5: Phiến trượt
Phôi được lưu trữ trong phễu và khi phễu rung, chúng sẽ trượt xuống phiến trượt nhờ trọng lực Khi phôi rơi đến cửa sổ cấp phôi, pit-tông sẽ đẩy phôi ra băng tải, hoàn tất quá trình cấp phôi.
Trong quá trình di chuyển, các phôi được định hướng sẽ đi qua cửa sổ giữa máng dẫn và con quay, trong khi những phôi không được định hướng sẽ bị con quay có răng hất ngược trở lại vào phễu Điều này giúp loại trừ khả năng chèn phôi khi chúng đi qua cửa sổ Ngoài ra, khi máng dẫn đã đầy phôi, con quay phóng phôi cũng sẽ ngăn chặn khả năng chèn phôi.
Phôi cao nhất trong phễu cần thấp hơn cửa sổ một chút.
Hệ thống xi lanh khí nén 38
Với chiều rộng băng tải W= 50 cm, ta chọn các dòng xi lanh khí nén có hành trình
>= 50cm, do vậy ta chọn được xi lanh loại AIRTAC SC40
Bảng 3.1 kích thước của xi lanh AIRTAC SC40
Xi lanh AIRTAC SC40 có đường kính piston phi 40mm
+ Kích thước cổng: ren 13mm (1/4″)
+ Hãng sản xuất: AIRTAC (Đài Loan) Đối với xi lanh khí nén AIRTAC SC40 có các thông số như sau:
+ Đường kính trong xi lanh: 40mm (thể hiện ở dòng Bore size (mm)
+ Đường kính của Piston (hay còn gọi là cây ty) xi lanh: 16mm (thể hiện ở dòng Rod size (mm)
+ Ở dòng pressure area mm² có thông số là push (đẩy ra) 1256 và pull (kéo về) 1055
Khi áp suất khí nén đạt 0,7 MPa (7 kgf/cm²), xi lanh SC40 sẽ tạo ra lực đẩy lên tới 879,2 N (tương đương 87,9 kg) và lực kéo là 738,5 N (tương đương 73,8 kg).
