Nghiên cứu chế tạo hệ thống sắp xếp hàng hóa tự động lên pallet đồ án tốt nghiệp khoa đào tạo chất lượng cao ngành công nghệ kỹ thuật cơ điện tử

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

GVHD: ĐỒNG SĨ LINH

LỜI NÓI ĐẦU
Hiện nay trong công nghiệp hiện đại hóa đất nước, yêu cầu ứng dụng tự động
hóa ngày càng cao vào trong đời sống sinh hoạt, sản xuất (yêu cầu điều khiển tự động,
linh hoạt, tiện lợi gọn nhẹ,..) Mặt khác nhờ công nghệ thông tin, công nghệ điện tử đã
phát triển nhanh chóng làm xuất hiện một loại điều khiển khả trình là PLC.
Để thực hiện công việc một cách khoa học nhằm đạt được số lượng sản phẩm
lớn, nhanh mà lại tiện lợi về kinh tế. Các công ty, xí nghiệp thường sử dụng công nghệ
lập trình PLC cụ thể sử dụng các phần mềm tự động. Dây chuyển sản xuất tự động PLC
giảm sức lao động của công nhân mà sản xuất lại đạt hiệu quả cao đáp ứng kịp thời cho
đời sống xã hội. Qua đồ án tốt nghiệp Cơ Điện Tử nhóm chúng em sẽ giới thiệu về lập
trình PLC và mô phỏng ứng dụng nó vào xếp hàng hóa lên pallet. Trong thực tế lập
trình PLC có thể sử dụng nhiều hãng phần mềm sản xuất như là Siemens-Đức, OmronNhật bản, Mitsubishi- Nhật Bản,... tùy thuộc vào đối tác, tiềm lực của công ty để sử
dụng công nghệ của hãng.
Nhờ những đặc tính nổi trội mà PLC có thể được ứng dụng vào rất nhiều ngành
cũng như các công đoạn sản xuất khác nhau. Một trong số đó là công đoạn sắp xếp sản
phẩm – 1 công đoạn hồn tồn có thể làm thủ cơng nhưng với sự trợ giúp của PLC thì
năng suất cũng như hiệu quả được tăng lên gấp bội. Và cũng chính vì vậy mà chúng em
quyết định thực hiện đồ án với đề tài “Nghiên cứu chế tạo hệ thống sắp xếp hàng hóa
tự động lên pallet”. Thông qua đồ án này, chúng em có cơ hội tiếp cận và sử dụng PLC,
đồng thời cũng có được những trải nghiệm thực tế vơ cùng hữu ích trong q trình làm
đờ án. Nó giúp chúng em củng cố vững chắc hơn nữa về những gì đã được học trong
nhà trường và phát triển hơn các kĩ năng làm việc thực tế.
Kết quả đề tài sẽ là cơ sở để giảm thiểu đi thời gian cũng như sức lao động trong
việc sắp xếp hàng hóa. Và đó cũng sẽ là nền tảng để phát triển thành một hệ thống tự
động hóa hoàn toàn trong tương lai.

9

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

GVHD: ĐỒNG SĨ LINH

MỤC LỤC
CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI ................................................................... 1
1.1Tổng quan về tình hình nghiên cứu: .................................................................. 1
1.2Đặt vấn đề: ............................................................................................................ 2
1.3 Giới hạn đề tài: .................................................................................................... 3
1.4 Mục tiêu đề tài: .................................................................................................... 3
1.5 Bố cục các chương:.............................................................................................. 4
CHƯƠNG II: CƠ SỞ LÝ THUYẾT........................................................................... 5
2.1 Hệ thống băng chuyền xếp hàng hóa lên pallet: ............................................... 5
2.1.1. Tìm hiểu chung về hệ thớng vận chuyển hàng hóa: ...................................... 5
2.1.2 Tìm hiểu về băng chuyền sắp xếp hàng hóa lên pallet ................................... 6
2.1.3 Hệ thống cơ khí:.............................................................................................. 8
2.1.4 Mô hình tổng quan của hệ thống: ................................................................... 8
2.2 Bộ điều khiển PLC: ............................................................................................. 9
2.2.1 Khái niệm:....................................................................................................... 9
2.2.2 Nguyên lý hoạt động:...................................................................................... 9
2.2.3 Cấu trúc chương trình: .................................................................................. 10
2.3 Màn hình HMI: ................................................................................................. 10
2.3.1 Tổng quan: .................................................................................................... 10
2.3.2 Kết nới với bộ điều khiển: ............................................................................ 10
CHƯƠNG III: TÍNH TỐN THIẾT KẾ................................................................. 12
3.1 Các u cầu và thơng sớ ban đầu của mô hình: .......................................... 12
3.1.1 Thông số và u cầu kĩ thuật ban đầu của mơ hình: .................................... 12
3.1.2 Tổng quan về mô hình hệ thống: .................................................................. 12

3.2 Tính toán, thiết kế cơ khí:................................................................................. 13
3.2.1 Chọn động cơ: ............................................................................................... 13
3.2.2. Trục vít – đai ớc bi: ...................................................................................... 14
3.2.3 Bộ truyền đai:................................................................................................ 17
3.3.4 Phân tích lực: ................................................................................................ 18
3.3 Thiết kế phần điều khiển PLC: ........................................................................ 21
3.3.1 Cấp xung cho động cơ step: .......................................................................... 21
10


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

GVHD: ĐỒNG SĨ LINH

3.3.2 Lệnh phát xung tốc độ cao cho động cơ step: .............................................. 21
3.3.2 Địa chỉ I/O của hệ thống: .............................................................................. 22
3.3.3 Sơ đồ mạch điện: .......................................................................................... 23
3.3.4 Lưu đồ giải thuật: .......................................................................................... 23
CHƯƠNG IV: THI CƠNG ........................................................................................ 25
4.1 Thi cơng hệ thớng sắp xếp sản phẩm lên pallet:............................................. 25
4.2 Giới thiệu các linh kiện: .................................................................................... 25
4.2.1 Nhôm định hình 30x30 và 20x20: ................................................................ 25
4.2.2 Động cơ step 57BYGH76-401A: ................................................................. 26
4.2.3 Cơ cấu vít me đai ốc bi: ................................................................................ 27
4.2.4 Đai dẫn động: ................................................................................................ 27
4.2.5 Rulo bọc cao su: ............................................................................................ 28
4.2.6 Bộ truyền đai:................................................................................................ 29
4.2.7 Vòng đai HTD-345-3M: ............................................................................... 29
4.2.8 Xi lanh khí nén PVN: ................................................................................... 30
4.2.9 PLC FX2N-16MT:........................................................................................ 31

4.2.10 Cáp lập trình PLC Mitsubishi USB-SC09-FX: ............................................. 33
4.2.11 Mạch điều khiển động cơ bước TB6600: ................................................... 33
4.2.12 Màn hình HMI Kinco MT4300C:............................................................... 36
4.2.13 Cảm biến tiệm cận: ..................................................................................... 37
4.2.14 Công tắc hành trình Az-7141 và Az-7110: ................................................. 38
4.2.15 Nguồn tổ ong 24V 5A: ............................................................................... 39
4.3 Các cơ cấu chính của hệ thống: ..................................................................... 40
4.3.1 Cơ cấu nâng hạ pallet: ................................................................................. 40
4.3.2 Phần động cơ: .............................................................................................. 41
4.3.3 Các cơ cấu sử dụng xi lanh: ........................................................................ 42
4.3.4 Tổng quan về mô hình hoàn chỉnh: ............................................................ 43
4.4 Giao diện HMI giao tiếp người dùng: ............................................................. 45
CHƯƠNG V: MÔ PHỎNG VÀ THỰC NGHIỆM ................................................. 47
5.1 Mô phỏng hệ thống: .......................................................................................... 47
5.1.1: Tạo khối dữ liệu với phần mềm MX OPC Server: ...................................... 47
5.1.2 Mô phỏng hệ thống qua phần mềm Factory IO: ........................................... 47
5.2 Thực nghiệm mô hình:...................................................................................... 48
11


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

GVHD: ĐỒNG SĨ LINH

5.2.1 Xác định thời gian cảm biến nhận tín hiệu có hàng: .................................... 48
5.2.2 Xác định điểm rơi hàng: ............................................................................... 49
5.2.3 Thiết lập vị trí tịnh tiến pallet: ...................................................................... 52
CHƯƠNG VI: KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN ...................................... 53
6.1 Kết quả đạt được:.............................................................................................. 53
6.2. Kết luận: ............................................................................................................ 53

6.3 Những hạn chế của đề tài: ................................................................................ 53
6.4 Những hướng phát triển cho đề tài: ................................................................ 54
TÀI LIỆU THAM KHẢO.......................................................................................... 55
TÀI LIỆU HƯỚNG DẪN VẬN HÀNH, BẢO TRÌ HỆ THỐNG .......................... 55

12


ĐỒ ÁN TỚT NGHIỆP

GVHD: ĐỒNG SĨ LINH

LIỆT KÊ CÁC HÌNH
Hình 1.1: Xếp hàng hóa lên pallet tự động trong công nghiệp......................................1
Hình 2.1: Thiết bị vận chuyển cơ bản 1 ........................................................................6
Hình 2.2: Thiết bị vận chuyển cơ bản 2 ........................................................................6
Hình 2.3: Sản phẩm xếp theo một chiều........................................................................7
Hình 2.4: Sản phẩm xếp theo hai chiều .........................................................................7
Hình 2.5: Sản phẩm xếp theo nhiều chiều khác nhau ...................................................7
Hình 2.6: Mơ phỏng mơ hình qua SolidWork ...............................................................8
Hình 2.7: Sơ đờ ngun lý hoạt động PLC....................................................................9
Hình 2.8: Giám sát và điều khiển bằng HMI...............................................................11
Hình 3.1: Mơ hình tổng quan của hệ thớng .................................................................12
Hình 3.2: Mơ hình phân rã của hệ thớng .....................................................................13
Hình 3.3: Trục vít đai ốc bi dùng trong mô hình .........................................................14
Hình 3.4 : Bộ truyền đai dùng trong mô hình ............................................................ 17
Hình 3.5 : Ứng suất cho phép của khung mô hình ..................................................... 19
Hình 3.6 : Hệ số an toàn của khung mô hình ............................................................. 19
Hình 3.7 :Ứng suất cho phép của tấm nâng hàng....................................................... 20
Hình 3.8: Hệ số an toàn của tấm nâng hàng ............................................................... 20

Hinh 3.9: Ứng suất và hệ số an toàn của pát cố định xi lanh ..................................... 20
Hình 3.10: Sơ đồ chân cấp xung cho động cơ bước................................................... 21
Hinh 3.11: Lệnh phát xung tốc độ cao cho động cơ bước ......................................... 21
Hình 3.12: Biểu đồ tần số xung .................................................................................. 22
Hình 3.13: Sơ đồ kết nối dây hệ thống ....................................................................... 22
Hình 3.14: Lưu đồ giải thuật hệ thống ....................................................................... 24
Hình 4.1: Nhơm định hình .......................................................................................... 25
Hình 4.2: Động cơ step servo 57BYGH76-401A .................................................. 26
Hình 4.3: Bản vẽ động cơ ........................................................................................... 26
Hình 4.4: Trục vít me đai ốc bi................................................................................... 27
Hình 4.5: Đai dẹt cao su....................................................................................... 28
Hình 4.6: Rulo bọc cao su .................................................................................... 28
Hình 4.7: Bộ pulley dẫn động đai 3M ........................................................................ 29
1


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

GVHD: ĐỒNG SĨ LINH

Hình 4.8: Vòng đai HTD-345-3M .............................................................................. 29
Hình 4.9: Thông số của dây đai .................................................................................. 30
Hình 4.10: Xi lanh khí nén tròn PVN ......................................................................... 30
Hình 4.11: PLC FX2N-16MT .................................................................................... 31
Hình 4.12: Cáp lập trình PLC Mitsubishi USB-SC09-FX............................................ 33
Hình 4.13: Mạch điều khiển động cơ bước TB6600 .................................................. 34
Hình 4.14: Sơ đồ nối dây mạch kết nối động cơ bước TB6600 ................................. 36
Hình 4.15: Màn hình HMI Kinco MT4300C ............................................................. 36
Hình 4.16: Cảm biến vật cản hồng ngoại E3F-DS30C4 NPN ................................... 37
Hình 4.17: Công tắc hành trình Az-7141 và Az-7110 ............................................... 38

Hình 4.18: Ng̀n tổ ong 24V 5A .............................................................................. 39
Hình 4.19: Cơ cấu nâng hạ pallet ............................................................................. 41
Hình 4.20: Cơ cấu nâng hạ pallet thực tế ................................................................. 41
Hình 4.21: Động cơ DC gắn vào đầu puly ............................................................... 41
Hình 4.22: Động cơ step gắn vào đầu trục vitme .................................................... 42
Hình 4.23: Xi lanh đẩy và giữ hàng cố định ............................................................ 42
Hình 4.24: Xi lanh dẫn hướng cho thanh trượt ........................................................ 42
Hình 4.25: Xi lanh đổi chiều hàng............................................................................ 43
Hình 4.26: Xi lanh trong cơ cấu cấp pallet .............................................................. 43
Hình 4.27: Mô hình theo phương x .......................................................................... 43
Hình 4.28: Mô hình theo phương y .......................................................................... 43
Hình 4.29: Sản phẩm sau khi hoàn thiện .................................................................... 44
Hình 4.30: Giao diện chọn chế độ chạy ..................................................................... 45
Hình 4.31: Giao diện chế độ Auto .............................................................................. 45
Hình 4.32: Giao diện chế độ Manual.......................................................................... 46
Hình 5.1: Thiết lập thông số qua MX OPC Server..................................................... 47
Hình 5.2: Địa chỉ Input/Output trong Factory IO ....................................................... 47
Hình 5.3: Mô phỏng hệ thống..................................................................................... 48
Hình 5.4: Timer cho hàng nằm dọc ............................................................................ 48
Hình 5.5: Timer cho hàng nằm ngang ........................................................................ 48
Hình 5.6: Kích thước tấm chắn hàng .......................................................................... 50
2


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

GVHD: ĐỒNG SĨ LINH

Hình 5.7: Tấm chắn sau khi lắp vào mô hình ............................................................. 50
Hình 5.8: Cấp xung cho pallet đi xuống ..................................................................... 52

Hình 5.9: Cấp xung cho pallet đi lên .......................................................................... 52

DANH MỤC BẢNG BIỂU
Bảng 3.1: Địa chỉ I/O của hệ thống ............................................................................ 22
Bảng 4.1: Thông số động cơ ....................................................................................... 26
Bảng 4.2: Thông tin kĩ thuật của xi lanh tròn MAL ................................................... 31
Bảng 4.3: Cài đặt vị trí và cường độ dòng điện cho driver ........................................ 35
Bảng 5.1: Kết quả thử nghiệm và phát sinh lỗi ở điểm rơi hàng ................................ 49
Bảng 5.2: Kết quả thực nghiệm sau hướng phục........................................................ 51

3


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

GVHD: ĐỒNG SĨ LINH

CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI
1.1Tổng quan về tình hình nghiên cứu:

Hình 1.1: Xếp hàng hóa lên pallet tự động trong công nghiệp
Ngoài nước: Các dây chuyền sản suất trên thế giới đang vận hành hết công suất để
đáp ứng nhu cầu tiêu thụ hàng hóa ngày một gia tăng như hiện nay. Bên cạnh đó ảnh
hưởng từ đại dịch Covid 19 đang dần biến đổi nhu cầu sinh hoạt, ăn uống tiêu dùng của
khách hàng về dạng đóng gói sẵn, vừa tiện lợi lại dễ tích trữ. Chính vì vậy công nghệ
tự động hóa đang dần trở thành mấu chốt về lợi thế cạnh tranh. Hầu hết các nhà máy
hiện đại bây giờ đang tối ưu cắt giảm các khâu, các dây chuyền sản xuất tích hợp vào
một hệ thống để dễ dàng vận chuyển khối hàng có kích thước lớn lên các tấm pallet,
thuận lợi cho việc lưu kho và vận chuyển. Giờ đây hệ thống có thể sắp xếp hàng theo
đúng vị trí và hiệu quả hơn, giúp cho việc vận chuyển thêm nhanh chóng. Nhận thấy

một thị trường khổng lồ mới đang mở ra, nhà bán lẻ hùng mạnh của Mỹ Groger đã quyết
định hợp tác với siêu thị ảo Ocado của Anh, thương hiệu sở hữu một trong những ch̃i
kho bãi tự động hố tiên tiến nhất tại Châu Âu.
Trong nước: Trong những năm gần đây, cùng với việc mở cửa hội nhập quốc tế
của đất nước và sự phát triển của kinh tế xã hội, nhà nước ta cũng ngày một hòa nhập
1


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

GVHD: ĐỒNG SĨ LINH

và phát triển nhiều ngành công nghiệp tự động hiện đại nhằm phục vụ q trình cơng
nghiệp phát triển của đất nước. Như trong các lĩnh vực sản xuất, xuất khẩu thì khâu vận
chuyển, phân loại, đóng gói,.. hàng hóa trong các nhà máy sản xuất thì đều có sự xuất
hiện của các hệ thống sử dụng băng tải. Trong đó không thể không kể đến việc sử dụng
băng tải để vận chuyển sản phẩm vào hệ thống nâng gắp để xếp hàng hóa vào đúng vị
trí cho trước. Tuy nhiên đối với doanh nghiệp vừa và nhỏ thì tự động hóa chưa hoàn
toàn được áp dụng trong những khâu phân loại hoặc đóng bao bì mà vẫn sử dụng nhân
cơng. Chính vì vậy năng suất vẫn còn thấp, chưa đạt hiệu quả cao trong quá trình sản
xuất.
Nhận biết được tình hình thực tế nên mô hình “Hệ thống xếp hàng lên pallet” là một
phần của quản lý kho thông minh sẽ mang đến sự hiện đại và thuận lợi hơn trong không
gian sản xuất.
1.2Đặt vấn đề:
Do nhận thấy được sự khó khăn trong việc bố trí hàng hóa của các công nhân ở nhà
máy nên nhóm nghiên cứu đã tìm hiểu về cách sắp xếp hàng hóa tự động và đưa vào
thực tiễn. Đây sẽ là giải pháp làm thay đổi một vài khâu trong quá trình vận chuyển
hàng hóa. Không quá quan trọng về nhân công, các trang thiết bị sơ dụng mà ở bất cứ
nơi nào, bất cứ lúc nào, với một hệ thống thiết bị tự hành được kết nối mạng thì con

người có thể tới ưu thời gian theo ý muốn.
Việc nghiên cứu, chế tạo các hệ thống thông minh là một vấn đề được cả thế giới
quan tâm hiện nay. Và để chế tạo ra một hệ thống thì việc đầu tiên chúng ta cần làm, đó
là tạo ra được bộ điều khiển tốc độ đáp ứng cao với các động cơ bên trong nó. Việc
nghiên cứu các ứng dụng của bộ khả trình PLC trong điều khiển động cơ sẽ giúp chúng
ta trong việc chế tạo các máy móc, các thiêt bị tự động, hệ thớng…hoạt động linh hoạt
và chính xác hơn.
Khi các quá trình ở các khâu nhà máy được tự động hóa nhiều hơn, người điều
khiển cần có thêm thông tin về quá trình, khi đó yêu cầu về hiển thị và điều khiển nội
bộ trở nên phức tập hơn. Chính vì vậy, hệ thống cần hiển thị điều khiển hay giám sát
dưới dạng cảm ứng hay đơn giản là người điều khiển chỉ cần đơn giản ấn vào “nút ảo”
trên thiết bị để thực hiện cách thao tác lập trình trước đó. Thêm một lợi thế là HMI loại
bỏ các yêu cầu về bàn phím, chuột,... mà vẫn đảm bảo đủ chức năng, có thể điều chỉnh
2


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

GVHD: ĐỒNG SĨ LINH

và thay đổi quy trình, giám sát cả quá trình vận hành của hệ thống nên mục đích của
HMI là để tối ưu các vấn đề trên.
1.3 Giới hạn đề tài:
Trong phạm vi đồ án này, nhóm chúng em sẽ triển khai thi công “hệ thống sắp xếp
hàng hóa tự động lên pallet” ở quy mô vừa. Cụ thể là hệ thống có thể xếp được một kiện
hàng với chiều dài, chiều rộng, chiều cao lần lượt là 15x10x5cm lên pallet theo nhiều
chiều và nhiều lớp khác nhau. Ở đây chúng em sẽ chọn xếp tổng cộng 12 hộp với 2 lớp
hàng cho một pallet, việc lựa chọn số lượng như vậy là đúng với yêu cầu tối thiểu sản
xuất ngoài thực tế mà các danh nghiệp đề ra.
Mặc khác khi phục vụ cho nhà máy, mô hình sẽ là ý tưởng để thiết kế thi công ở quy

mô lớn hơn, nhiều cơ cấu tự động hiện đại hơn. Đồ án này đã phần nào đáp ứng nhu
cầu còn thiếu sót ở các nhà máy hiện nay nhưng cần được phát triển tự động hóa hoàn
toàn để giảm tối thiểu số lương nhân công và đó cũng là mục tiêu nhóm em tiến tới.
1.4 Mục tiêu đề tài:
Mục tiêu hướng đến khi thực hiện đề tài:
- Hệ thống sắp xếp hàng hóa sử dụng băng tải và xy lanh làm cơ cấu chấp hành.
- Hệ thống được sử dụng PLC Mitsubishi và thao tác vật lí các nút nhấn.
- Xây dựng giao diện màn hình HMI để vận hành và giám sát hệ thống.
- Hệ thống được lập trình và điều khiển toàn bộ bằng PLC nên có thể thực hiện nhiều
công đoạn cùng lúc.
- Do có thể xếp được nhiều hàng cùng lúc và theo nhiều phương khác nhau nên khi đưa
xuống pallet sẽ xếp được nhiều hàng hơn phục vụ cho khâu tiếp theo.

3


ĐỒ ÁN TỚT NGHIỆP

GVHD: ĐỒNG SĨ LINH

1.5 Bớ cục các chương:
Chương 1: Tổng quan về đề tài
Trong chương này, nhóm nghiên cứu đã giới thiệu tổng quan về vấn đề để dẫn dắt vào
đối tượng, hệ thống muốn thực hiện. Đặt vấn đề, đưa ra ý tưởng và nêu lên lý do chọn
đề tài cũng như giới hạn của đề tài.
Chương 2: Cơ sở lý thuyết
Chương 2 tập trung nói đến các cơ sở lý thuyết về:
- Hệ thống cơ khí (hệ thống vận chuyển hàng hóa, hệ thống sắp xếp hàng hóa lên pallet).
- Bộ điều khiển PLC như: nguyên lý hoạt động, cấu trúc chương trình.
- Màn hình HMI: cách kết nới với bộ điều khiển

Chương 3: Tính tốn thiết kế
Chương 3 trình bày về các thơng sớ kỹ thuật, các yêu cầu của đề tài. Thiết kế và tính
tốn hệ thớng truyền động cơ khí, hệ thớng bộ điều khiển PLC và xây dựng chương
trình điều khiển. Ngoài ra, cũng trong chương này, nhóm sẽ phân tích lực tác động và
thiết kế lưu đồ giải thuật cho hệ thống.
Chương 4: Thi công
Trong chương này, nhóm nghiên cứu đã mô tả cụ thể các loại cơ cấu cơ khí, quá trình
thi công của một số chi tiết, các cơ cấu của hệ thống cũng như các linh kiện được sử
dụng trong mơ hình. Ngồi ra, nhóm cịn mơ tả các hệ thống truyền động, thiết kế giao
diện HMI giao tiếp với người dùng.
Chương 5: Mô phỏng và thực nghiệm
Chương 5 trình bày về việc mô phỏng các kết quả sau khi thi công thông qua phần mềm
Factory IO. Tiếp theo, nhóm tiến hành thực nghiệm mô hình, tìm lỗi phát sinh, nhận
định nguyên nhân và tìm ra hướng xử lý.
Chương 6: Kết luận và hướng phát triển
Liệt kê kết quả, vấn đề đã thực hiện được. Đánh giá về ưu điểm của hệ thớng, nhược
điểm, hạn chế cịn tờn tại trong q trình thực hiện đề tài. Đưa ra các hướng phát triển
của mơ hình trong và tương lai.

4


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

GVHD: ĐỒNG SĨ LINH

CHƯƠNG II: CƠ SỞ LÝ THUYẾT
2.1 Hệ thống băng chuyền xếp hàng hóa lên pallet:
2.1.1. Tìm hiểu chung về hệ thớng vận chuyển hàng hóa:
Nền cơng nghiệp nước ta nói riêng và các nước trên thế giới nói chung đang phát

triển mạnh mẽ. Ngày trước, sản phẩm được tạo ra một cách thủ công nên việc mang sản
phẩm ra vào kho chủ yếu được thực hiện bằng sức người, do đó không tận dụng hết
được các khoảng không gian, sức chứa của kho hàng, việc quản lý hàng hố kém hiệu
quả cũng như tớn nhiều diện tích đất làm nhà kho chứa hàng.
Trong thời kỳ cơng nghiệp hố, hiện đại hố ngày nay sản xuất ngày càng phát triển,
hàng hóa làm ra càng nhiều đáp ứng nhu cầu tiêu dùng cho xã hội. Từ đó đã nảy sinh
cần có những kho hàng hiện đại đáp ứng yêu cầu của sản xuất và khắc phục được những
hạn chế của các kho hàng cũ.
Hiện tại, trên thế giới có nhiều hệ thớng vận chuyển hàng hóa, các hệ thống này rất
đa dạng, phong phú về thiết bị cũng như cách thức thực hiện. Nhưng trong đó chủ yếu
là sử dụng nhân công để bốc dỡ hàng hóa, các thiết bị vận chuyển hàng là các máy nâng
sử dụng người lái để sắp xếp hàng hóa vào kho. Nhìn chung, các nhà kho hiện nay có
các nhược điểm sau:
- Sử dụng nhiều diện tích để chứa hàng hóa.
- Khơng phân loại được các hàng hóa khác nhau (các hàng hóa thường để chung với
nhau trong 1 kho).
- Khơng bảo quản tớt hàng hóa khi sớ lượng nhiều (Chất hàng chờng lên nhau).
- Rất khó kiểm sốt sớ lượng hàng hóa ra vào trong kho.
Với sự ra đời của các hệ thớng xếp hàng hóa tự động, người ta có thể quản lý tớt hàng
hóa cũng như nhanh chóng trong việc lưu trữ và xuất hàng hóa ra khỏi kho, các hệ thống
kho tự động được sử dụng robot để vận chuyển hàng hóa, điều này đồng nghĩa với việc
đầu tư trang thiết bị hiện đại cho hệ thớng kho tớn khá nhiều chi phí cho việc vận chuyển
hàng hóa nhưng bù lại là hàng hóa được bảo quản tớt, thuận tiện cho việc quản lý và
kiểm sốt, tiết kiệm được nhân công Dưới đây là một vài hình ảnh về các thiết bị bớc
dỡ, vận chuyển cơ bản hiện nay :

5


ĐỒ ÁN TỚT NGHIỆP

GVHD: ĐỒNG SĨ LINH

Hình 2.1: Thiết bị vận chuyển cơ bản 1

Hình 2.2: Thiết bị vận chuyển cơ bản 2
2.1.2 Tìm hiểu về băng chuyền sắp xếp hàng hóa lên pallet
Băng chuyền sắp xếp sản phẩm là băng chuyền mà trong đó sản phẩm sẽ được sắp
xếp lên pallet theo các phương, hướng khác nhau theo yêu cầu (nằm ngang, dọc, bao
nhiêu lớp,..)
Tùy theo yêu cầu sản xuất trong thực tế mà người ta phân ra các hình thức sắp xếp sản
phẩm như sau:
+ Sắp xếp theo một chiều nhiều lớp.
+ Sắp xếp theo hai chiều nhiều lớp.
+ Sắp xếp theo nhiều chiều khác nhau nhiều lớp.
Sau đây ta sẽ tìm hiểu sơ qua về từng kiểu phân loại đó:
- Sắp xếp theo một chiều: sản phẩm sẽ được xếp theo một chiều lên pallet cho trước.
6


ĐỒ ÁN TỚT NGHIỆP

GVHD: ĐỒNG SĨ LINH

Hình 2.3: Sản phẩm xếp theo một chiều
- Sắp xếp theo hai chiều: Sản phẩm sẽ được xếp theo hai chiều chiều lên pallet cho
trước, tùy vào kích thước mà chúng ta có thể lập trình tới ưu diện tích được xếp.

Hình 2.4: Sản phẩm xếp theo hai chiều
- Sắp xếp theo nhiều chiều khác nhau: Hàng hóa sản phẩm sẽ được xếp theo nhiều chiều

chiều lên pallet cho trước, tùy vào kích thước mà chúng ta có thể lập trình tối ưu diện
tích được xếp hơn 2 cách trên.

Hình 2.5: Sản phẩm xếp theo nhiều chiều khác nhau
7


ĐỒ ÁN TỚT NGHIỆP

GVHD: ĐỒNG SĨ LINH

2.1.3 Hệ thớng cơ khí:
Hệ thống cơ khí cơ bản là một băng chuyền hoạt động liên tục vận chuyển hàng đến
điểm đặt cho trước, sử dụng các xi lanh chấp hành làm các cơ cấu chuyển hướng, đẩy,
giữ hàng hóa. Số lượng hàng hóa có thể xếp 1 lần tùy thuộc vào đặc tính của hệ thống
đó, kích thước của hộp hàng hóa là yếu tố quyết định tính quy mô của hệ thống.
Thông thường việc sắp xếp hay vận chuyển hàng hóa sẽ do xe tự hành, xe nâng và
cần nhân công để đảm nhận điều khiển chúng. Chúng di chuyển trong diện tích của nhà
kho theo 2 trục, làm nhiệm vụ đưa hàng từ cổng nhập (nơi đóng gói) đến những ô trống
(trên pallet) và lấy hàng từ những ô chứa hàng ra cổng xuất (kho lưu trữ).
Hệ thống sắp xếp hàng vận chuyển được các hộp, thùng có tải trọng thấp. Hệ thống
này có tốc độ vận chuyển cũng như sắp xếp tương đối vừa đủ để bảo vệ hàng hóa bên
trong và được thiết kế riêng theo yêu cầu đặc trưng của khách hàng.
2.1.4 Mô hình tổng quan của hệ thớng:

Hình 2.6: Mơ phỏng mơ hình qua SolidWork
8


ĐỒ ÁN TỚT NGHIỆP

GVHD: ĐỒNG SĨ LINH

2.2 Bợ điều khiển PLC:
Có rất nhiều bộ điều khiển trên thị trường để chúng ta sử dụng cho dự án của mình.
Nhưng để sử dụng và thực hiện được cần đòi hỏi người thực hiện có kiến thức và kinh
nghiệm. Trải qua đào tạo ở trường, nhóm đã chọn PLC làm bộ điều khiển cho cả hệ
thớng.
2.2.1 Khái niệm:
Bộ điều khiển khả trình PLC (Progammable Logic Control) là loại thiết bị cho phép
thực hiện linh hoạt các thuật tốn điều khiển sớ thơng qua 1 ngơn ngữ lập trình thay cho
việc phải thể hiện các thuật tốn đó bằng các mạch sớ. Do có chương trình điều khiển
bên trong nên PLC trở thành bộ điều khiển số nhỏ gọn, dễ dàng thay đổi thuật tốn và
đặc biệt là dễ dàng trao đổi thơng tin với môi trường xung quanh.
- Với PLC lập trình đơn giản, ngôn ngữ lập trình dễ hiểu.
- Dễ dàng sửa chữa và thay thế.
- Có độ ổn định cao trong môi trường công nghiệp.
- Hỗ trợ các kết nối thiết bị ngoại vi đa dạng thông qua các modules. Đặc biệc, PLC hỗ
trợ giao tiếp mạng Ethenet. Đó là chuẩn giao tiếp được sử dụng nhiều trong các hệ thống
mạng cục bộ.
2.2.2 Nguyên lý hoạt động:
PLC thực hiện các công việc của mình theo chu trình lặp. Mỗi vòng lặp còn được gọi
là 1 vịng qt. Mỡi vòng qt được bắt đầu bằng việc chuyển dữ liệu từ đầu vào đến
miền nhớ I, sau đó là giai đoạn thực hiện chương trình. Trong từng vòng quét, chương
trình thực hiện từ lệnh đầu tiên đến lệnh cuối cùng của khối OB1. Sau khi thực hiện
xong giai đoạn này, dữ liệu sẽ được chuyển từ miền nhớ Q ra các đầu ra số. Vòng quét
sẽ kết thúc bằng giai đoạn xử lý các yêu cầu truyền thông và kiểm tra trạng thái CPU.

Hình 2.7: Sơ đồ nguyên lý hoạt động PLC
9

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

GVHD: ĐỒNG SĨ LINH

Thời gian cần thiết để PLC thực hiện xong 1 vòng quét gọi là thời gian vòng quét
(scan time). Thời gian vòng quét không cố định mà phụ thuộc vào số lệnh phải thực
hiện trong chương trình và khối lượng dữ liệu truyền thông trong vòng quét đó.
Như vậy, thời gian trễ để nhận tín hiệu, xử lý và đưa ra tín hiệu điều khiển đúng bằng
thời gian vòng quét. Nói cách khác, thời gian vòng quét quyết định tính thời gian thực
của chương trình điều khiển PLC. Thời gian vòng quét càng ngắn thì tính thời gian thực
của chương trình càng cao.
2.2.3 Cấu trúc chương trình:
Có thể lập trình cho PLC dưới 2 dạng khác nhau:
- Lập trình tuyến tính: Toàn bộ chương trình nằm trong 1 khối của bộ nhớ. Loại này
phù hợp với những bài tốn nhỏ, đơn giản và khới được chọn luôn luôn là khối OB1.
- Lập trình có cấu trúc: Chương trình được chia làm nhiều phần nhỏ và mỗi phần thực
thi một nhiệm vụ riêng biệt. Các phần nhỏ này nằm trong các khối riêng biệt trong PLC.
Hình thức lập trình này yêu cầu bài toán phức tạp, đa chức năng.
2.3 Màn hình HMI:
2.3.1 Tổng quan:
HMI là viết tắt của Human Machine Interface. Một HMI mà chúng ta thường xuyên
tiếp xúc đó là ở các trụ ATM, màn hình giao tiếp thơng qua cảm ứng đó là HMI. Màn
hình với nút bấm cho phép bạn thao tác chuyển tiền và rút tiền. Trong công nghiệp HMI
là màn hình máy tính, để giám sát và điều khiển. Người vận hành hoặc nhân viên bảo
trì có thể vận hành và giám sát máy từ HMI. Chúng có thể bao gồm thông tin như nhiệt
độ, áp suất, xử lý số liệu và vật liệu. Hay có thể dùng hiển thị mức chất lỏng, chất rắn
trong các bể chứa, Silo, tanks cơng nghiệp.
Một lợi ích khác của việc có HMI là các nhà máy và các khu cơng nghiệp có thể giám

sát và kiểm sốt nhiều máy móc hoặc thiết bị khác. Một cơ sở sản xuất nhỏ thậm chí có
thể giám sát toàn bộ nhà máy trên một HMI đặt tại trung tâm.
2.3.2 Kết nối với bộ điều khiển:
Đầu tiên, HMI sử dụng phần mềm đặc biệt để các kỹ sư có thể lập trình chúng một
cách chính xác. Các thương hiệu khác nhau có các phần mềm khác nhau cho phù
hợp. Phần mềm cho phép kỹ sư thiết kế những gì người vận hành sẽ nhìn thấy trên màn
hình. Những gì họ có thể theo dõi trên màn hình, những gì có thể người vận hành thao
10


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

GVHD: ĐỒNG SĨ LINH

tác với máy. Người lập trình HMI phải lập trình từng chỉ báo và nút đến một địa chỉ đầu
vào hoặc đầu ra cụ thể của PLC.
Các giao thức phổ biến là Modbus, Ethernet / IP và Profibus. Tất cả là các mạng công
nghiệp, là chuẩn thông dụng nhất trong giao tiếp các thiết bị với nhau. Thông tin về giao
thức có thể dễ dàng tìm thấy trên mỗi trang web của nhà sản xuất. Khi PLC và HMI
giao tiếp với nhau thì có thể sử dụng bất cứ thứ gì được lập trình vào HMI để giám sát
và điều khiển các chức năng của PLC.
Các kỹ sư có thể lập trình HMI để thực hiện hầu hết mọi chức năng có thể được kiểm
sốt hoặc thơng tin có thể được giám sát bởi PLC. HMI và PLC phối hợp với nhau để
giám sát và điều khiển máy. Do vậy HMI luôn có trong các hệ thống SCADA hiện đại,
vị trí của HMI ở cấp điều khiển giám sát.

Hình 2.8: Giám sát và điều khiển bằng HMI

11

ĐỒ ÁN TỚT NGHIỆP

GVHD: ĐỒNG SĨ LINH

CHƯƠNG III: TÍNH TỐN THIẾT KẾ
3.1 Các yêu cầu và thông số ban đầu của mô hình:
3.1.1 Thông số và yêu cầu kĩ thuật ban đầu của mơ hình:
- Kích thước mơ hình: 110cmx85cmx85cm.
- Khối lượng tối đa hàng tải được: 2kg.
- Vì là cơ cấu hàng sẽ rớt xuống pallet nên phải là hàng không dễ vỡ.
- Ứng dụng chuyển động của xi lanh vào sắp xếp hàng hóa.
- Bố trí xi lanh nhỏ ở đầu băng tải để chuyển phương hàng.
- Điều khiển động cơ thông qua giao tiếp giữa driver và PLC Mitsubishi.
3.1.2 Tổng quan về mơ hình hệ thớng:

Hình 3.1: Mơ hình tổng quan của hệ thống

12


ĐỒ ÁN TỚT NGHIỆP

GVHD: ĐỒNG SĨ LINH

Hình 3.2 : Mơ hình phân rã của hệ thống
3.2 Tính tốn, thiết kế cơ khí:
3.2.1 Chọn động cơ:
a) Động cơ dùng trong cơ cấu di chuyển băng tải:
- Ta có tải trọng mà mô hình gánh chịu là 4kg ≈ 40N. Vận tốc và gia tớc mong ḿn

của mơ hình khi chuyển động lần lượt là 0,1m/s và 0,025m/s2
=> 𝐹 = 𝑚𝑎 = 4.40 = 16𝑁
=> 𝑃𝑐𝑡 =
=> 𝑃đ𝑐 =

𝐹𝑣
1000
𝑃𝑐𝑡
𝜂𝑏𝑟

=

=

16.1
1000

0,016
0.96

(3.1)

= 0,016𝑘𝑊

(3.2)

= 0,0167𝑘𝑊

(3.3)

Trong đó hiệu suất bộ truyền đai là 𝜂𝑏𝑟 = 0.96
=> 𝑇đ𝑐 =

9,55.106 .𝑃đ𝑐
𝑛đ𝑐

=

9,55.106 .0,0167
1200

= 332,26𝑁. 𝑚𝑚

(3.4)

=> Theo các thông số trên thì ta chọn động cơ DC DME60G có moment xoắn là
T= 362N.mm.
- Loại Motor : B90L-0365-0009A. Nguồn 24VDC.
- Chiều dài: 107mm. Cân nặng: 0,8kg. Kích thước trục đầu ra: 6mm
- Giảm tốc đầu rộng 60x60mm. Có moment xoắn T= 362N.mm
13


ĐỒ ÁN TỚT NGHIỆP

GVHD: ĐỒNG SĨ LINH

- Sớ vòng quay không tải nđc=480 v/ph.
b) Động cơ dùng trong nâng hạ pallet:
Theo cơng thức (3.8) ta có cơng suất trên trục vít- đai ớc là P= 2,88 W

=> Pdc =

𝑃
𝜂𝑑 .𝜂𝑡𝑣

=

1,92.10−3
0,95.0,3

= 10,1 𝑊

(3.5)

Trong đó: hiệu suất bộ truyền đai là 0,95
Hiệu suất bộ truyền trục vít- đai ớc là 0,3
=> Moment xoắn trên trục động cơ:
Tdc=

9,55.106 .𝑃đ𝑐
𝑛𝑑𝑐

=

9,55.106 .10,1.10−3
60

= 1607,6 𝑁𝑚𝑚

(3.6)

Sớ vịng quay n= 60 v/ph
=> Theo các thơng sớ trên thì ta chọn động cơ step 57BYGH76 có moment xoắn là
T= 1890N.mm
- Loại Motor : 57BYGH76-401A. Nguồn 24VDC
- Chiều dài: 76mm. Cân nặng: 1.05kg. Kích thước trục: 8mm
- Dòng điện: 3A. Độ/bước: 1.8°.
3.2.2. Trục vít – đai ớc bi:

Hình 3.3 : Trục vít đai ốc bi dùng trong mơ hình
Ta dùng trục vít- đai ớc bi cho cơ cấu chuyển phương. Chiều dài của trục vít là 660mm.
Ta có vận tớc tịnh tiến của đai ốc:
14


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
V=

𝑧.𝑝𝑧 .𝑛
60.1000

=

6.2.120
60.1000

GVHD: ĐỒNG SĨ LINH

= 0,036 𝑚/𝑠

(3.7)

Trong đó theo trục vít ta có: z là vòng ren đai ốc. z = 2.
pz là bước ren. pz = 9mm
n là sớ vịng quay trục vít. Chọn n= 120v/ph
Ta có cơng suất trên trục vít- đai ớc:
P=

2𝐹𝑣
1000

=

2.40.0,024
1000

= 2,88 𝑊

(3.8)

Trong đó: F là lực dọc trục vít
v là vận tớc tịnh tiến của đai ốc
Ta dùng thép C45 để chế tạo trục có 𝜎𝑏 =600 MPa, ứng suất xoắn cho phép
là [𝜏] =(12…..30) Mpa.
Lực dọc trục Fa tác dụng lên bàn đỡ là tổng khối lượng của pallet và hàng(4kg).
=> Fa =40N
Xác định sơ bộ đường kính trong d1 của ren theo độ bền kéo (hoặc nén):
4.1,3𝐹𝑎

d1 ≥ √

𝜋.[𝜎

(3.9)

𝑘]

Trong đó:

Fa là lực dọc trục
[𝜎𝑘 ] = [𝜎𝑛 ] = 𝜎𝑐ℎ /3 với 𝜎𝑐ℎ là giới hạn chảy của vật liệu vitme.

Trục vitme ở đây được làm từ thép C45, có [𝜎𝑐ℎ ] là 360 (Mpa) => [𝜎𝑘 ] = 120Mpa
4.1,3.40

Thay các giá trị vào ta được giá trị của d1 = √

𝜋.120

= 0,74mm

Chọn d1 = 23 (mm)
 Chọn các thông sớ của bộ truyền:
Đường kính bi: db = (0.08÷0.15) d1 =0,1.23 =2,3(mm)

(3.10)

Chọn db = 3,175 (mm)
Bước vít p = db + (1÷5) =3,175+2 =5,175 (mm)

(3.11)

Chọn p= 6 (mm)
Bán kính rãnh lăn : r1 =(0,51÷0,53) db = 0,51.3,175 = 1,62 (mm)

(3.12)

Khoảng cách từ tâm rãnh đến tâm bi:
c = (𝑟1 −

𝑑𝑏
2

) 𝑐𝑜𝑠𝛽 = (1,62 −

3,175
2

) 𝑐𝑜𝑠45 = 0,02 (𝑚𝑚)

(3.13)

Trong đó : 𝛽 là góc tiếp xúc (45o)
15


ĐỒ ÁN TỚT NGHIỆP

GVHD: ĐỒNG SĨ LINH

Đường kính vịng trịn qua các tâm bi:

Dtb =d1 + 2.(r1 -c) = 26,2 (mm)

(3.14)

Đường kính trong của ren đai ớc:
D1 = Dtb + 2(r1 -c) = 29,4 (mm)

(3.15)

Chiều cao làm việc của ren h1:
h1 = (0.3÷0.35) db = 0,32.3,175=1,01 (mm)

(3.16)

Chọn h1 = 1 (mm)
Đường kính ngồi của vít d và của đai ớc D:
d= d1 + 2.h1 = 23 + 2.1 = 25 (mm)

(3.17)

D = D1 - 2.h1 = 29,4 – 2.1 = 27,4 (mm)

(3.18)

Góc nâng vít γ:
γ = 𝑎𝑟𝑐𝑡𝑔 (

𝑝
𝜋.𝐷𝑡𝑏

) = 𝑎𝑟𝑐𝑡𝑔 (

6

) =4,17o

𝜋.26,2

(3.19)

Sớ bi trong các vịng ren làm việc:
Zb =

𝜋.𝐷𝑡𝑏 .𝐾
𝑑𝑏

−1=

𝜋.26,2.2,3
3,175

− 1 = 58,6 ≈ 58 viên

(3.20)

Với sớ vịng ren làm việc là K=2,3. => Chọn Zb = 58
Khe hở hướng tâm:
∆ = D1 –(2db + d1) = 29,4 – (2.3,175 + 23) = 0,05mm

(3.21)

Khe hở tương đối:
𝟀=

∆
𝑑1

=

0,05
23

= 0,0022

(3.22)

Góc ma sát lăn thay thế:
𝜑1 = 𝑎𝑟𝑐𝑡𝑔 (

2𝑓𝑡
𝑑1 𝑠𝑖𝑛𝛽

) = 𝑎𝑟𝑐𝑡𝑔 (

2.0,005
23.𝑠𝑖𝑛45𝑜

) = 0,035𝑜

(3.23)

Hệ số ma sát lăn ft = 0,005
Hiệu suất biến chuyển động quay thành chuyển động tịnh tiến:
ŋ=

𝑡𝑔𝛾
𝑡𝑔(𝛾+ 𝜑1 )

=

𝑡𝑔4,17
𝑡𝑔(4,17+0,035)

= 0,99

(3.24)

Và khi biến chuyển động tịnh tiến thành chuyển động quay:
ŋ=

𝑡𝑔(𝛾− 𝜑1 )
𝑡𝑔𝛾

=

𝑡𝑔(4,17−0,035)
𝑡𝑔4,17

= 0,99

(3.25)

Mo men quay đai ốc:
T = FaDtbtg(𝛾 − 𝜑1 )/2 = 40.26,2.tg(4,17 – 0,035)/2 = 37,88N

(3.26)
16


ĐỒ ÁN TỚT NGHIỆP

GVHD: ĐỒNG SĨ LINH

 Tính kiểm nghiệm về độ bền
qa =

𝐹𝑎
𝑍𝑏 𝐷𝑏2 𝜆

=

40
58.3,1752 0,8

= 7,1

(3.27)

Với λ = 0,8 – hệ số phân bố tải trọng không đều cho các viên bi.
Từ 𝟀 = 0,0022 và qa = 7,1 từ đồ thị ta xác định được σmax = 2400MPa(8.10)

Ta có: σmax =2400MPa < [ σmax] = 5000MPa => Thỏa điều kiện bền với yêu cầu mặt
làm việc của vít và đai ốc đạt HRC ≥ 53 và với bi đạt HRC ≥ 63.
=> Ta chọn trục vít- đai ốc bi TBI SCR1610 ϴ16 bước răng 10mm dài 650mm.
3.2.3 Bợ truyền đai:

Hình 3.4: Bộ truyền đai dùng trong mơ hình
Ta có thơng sớ của động cơ:

ndc = 480 v/ph
Tdc = 362 Nmm
Pdc = 16,7 W

Mô đun được xác định theo công thức:
3 𝑃

3 6,7.10−3

m= 35. √ = 35. √
𝑛

60

= 1,6

(3.28)

=> Chọn m= 2
Ta chọn bước đai p= 3.

17

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

GVHD: ĐỒNG SĨ LINH

 Chiều rộng đai b:
b = ψđ.m = 2.7 = 14 mm

(3.29)

Trong đó ψđ = 6…9 là hệ số chiều rộng đai.
=> Chọn b= 15 mm
 Thông số của bộ truyền:
Z2 = 2Z1

(3.30)

Chọn Z1= 20 răng => Z2 = 40 răng
Khoảng cách trục a được chọn theo điều kiện:
amin ≤ a ≤ amax
amin = 0,5m. (Z1+Z2) + 2m= 32mm

(3.31)

amax = 2m. . (Z1+Z2) = 120mm

(3.32)

=> Ta chọn a = 111mm và chiều dài dây đai là 280mm.

Xác định lại khoảng cách trục a. Trong đó:
λ= 𝑙đ −
Δ=
a=

𝑝(𝑧1 +𝑧2 )
2

𝑚(𝑧1 −𝑧2 )
2

=

𝜆+√𝜆2 −8𝛥2
4

= 280 −

40−20
2

2(20+40)
2

= 220𝑚𝑚

= 10

(3.33)
(3.37)

= 109,54 𝑚𝑚

(3.35)

 Đường kính ngồi của bánh đai:
da2= mz1- 2  = 20- 2.0,4= 19,2mm

(3.36)

da1= mz2- 2  = 40- 2.0,4= 39,2mm
Trong đó

 = 0,4 là khoảng cách từ đáy răng đến đường trung bình của lớp chịu tải.

 Đường kính vịng chia của bánh đai:
d1= mz1= 20mm

(3.37)

d2= mz2= 40mm
 Góc ơm trên bánh đai chủ động:
𝑑2 −𝑑1

α1= π-

𝑎

= 3,14 −

40−20
109,54

= 169𝑜 > 120 (𝑡ℎỏ𝑎)

= 2,96 𝑟𝑎𝑑
(3.38)

3.3.4 Phân tích lực:
 Tổng tải trọng bao gồm cả hàng tác động lên khung mô hình là Fa1= 40N.
Ta có khả năng chịu tải của mô hình ứng với ứng suất và hệ số an toàn của khung:
18