KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP: NGHIÊN CỨU, THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO PHẦN CƠ KHÍ CHO GIÀN PHƠI QUẦN ÁO THÔNG MINH

TRƢỜNG ĐẠI HỌC LÂM NGHIÊP VIỆT NAM
KHOA CƠ ĐIỆN VÀ CƠNG TRÌNH
BỘ MƠN KỸ THUẬT ĐIỆN VÀ TỰ ĐỘNG HĨA

KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP
NGHIÊN CỨU, THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO PHẦN CƠ KHÍ
CHO GIÀN PHƠI QUẦN ÁO THƠNG MINH
NGÀNH CƠ ĐIỆN T
NGÀNH

Giảng viên hƣớng dẫn

: ThS. Đinh Hải

nh

ThS Ngu n Th nh Trung
Sinh viên thực hiện

V Kiên Qu ết

Mã sinh viên

: 1551080777

Lớp

: K60 - CĐT

Khóa h c

: 2015 - 2019

Hà Nội - năm

9


LỜI NÓI ĐẦU
Trong bối cảnh xã hội Việt Nam ngày nay, sự bùng nổ về dân số và đời sống
ngƣời dân ngày càng tăng lên đã tạo nên những thách thức mới trong cuộc sống. Việc
phát triển các thiết bị thông minh, giúp cải thiện cuộc sống con ngƣời là vô cùng cần thiết.
Dân số ngày càng tăng lên , các tòa nhà chung cƣ xuất hiện ngày càng nhiều,
giúp cho ngƣời dân có thêm nơi cƣ trú. Nhƣng cũng chính từ đây mà kéo theo khơng
ít các vấn đề, đặc biệt là trong sinh hoạt cá nhân. Vì khơng gian sinh hoạt của một căn
hộ chung cƣ không phải là nhiều, với một gia đình căn bản của Việt Nam gồm 4 thành
viên thì phải tận dụng khơng gian thật hiệu quả mới có thể sinh hoạt một cách tốt
đƣợc. Những hoạt động sinh hoạt cá nhân, đặc biệt là việc phơi quần áo đã trở thành
một trong những vấn đề khó khăn đối với nhiều hộ gia đình. Không gian sinh hoạt bị
chiếm khá lớn cho việc phơi quần áo, tạo ra khung cảnh xấu cho khu đô thị.
Trƣớc vấn đề cấp thiết đó và với tiềm năng lớn của nhu cầu thị trƣờng, em đã chọn
cho mình đề tài “Nghiên cứu, thiết kế và chế tạo phần cơ khí cho gi n phơi quần
áo thơng minh ”.
Nội dung khóa luận bao gồm 3 chƣơng:
Chƣơng

Cơ sở lý thuyết

Chƣơng

Thiết kế hệ thống cơ khí

Chƣơng

Chế tạo và lắp đặt thử nghiệm

Trong q trình làm khóa luận do trình độ hiểu biết của em cịn có hạn và thời
gian thực hiện ngắn nên nội dung khóa luận khơng tránh khỏi những sai xót. Vì vậy
em rất mong có đƣợc sự chỉ bảo và hƣớng dẫn của các thầy cô cùng các bạn để đề tài
khóa luận của em đƣợc hồn thiện hơn.
Em xin chân thành cảm ơn các thầy cô trong trƣờng Đại học Lâm Nghiệp nói
chung và các thầy cơ trong khoa Cơ điện – Cơng trình nói riêng đã truyền dạy những
kinh nghiệm quý báu và giúp đỡ em trong quá trình học tập. Đặc biệt, em xin gửi lời
cảm ơn chân thành đến giảng viên ThS Đinh Hải

nh và ThS. Nguy n Thành

Trung, quý Thầy Cô đã tận tình hƣớng dẫn em hồn thành khóa luận tốt nghiệp này.
Hà Nội, ngày 10 tháng 5 năm 2019
Sinh viên thực hiện đề tài
V Kiên Qu ết


MỤC LỤC
LỜI NÓI ĐẦU
C

C

ANH

C H NH ẢNH

ANH

C C C ẢNG

PHẦN 1: M C TIÊU, PHƢƠNG PH P, PHẠM VI NGHIÊN CỨU ........................... 1
PHẦN 2: NỘI DUNG KHÓA LUẬN .............................................................................2
Chƣơng 1: CƠ SỞ LÝ THUYẾT ....................................................................................2
1.1 Các loại giàn phơi hiện nay .......................................................................................2
1.2. Kết cấu của giàn phơi thông minh ............................................................................6
1.3. Nguyên lý hoạt động của giàn phơi thông minh ......................................................6
Chƣơng 2: THIẾT KẾ HỆ THỐNG CƠ KHÍ .................................................................8
2.1. Yêu cầu thiết kế ........................................................................................................8
2.2. Lập bản vẽ ................................................................................................................8
2.3. Tính chọn cáp .........................................................................................................10
2.3.1. Lựa chọn loại cáp ................................................................................................ 10
2.3.2. Tính tốn thơng số cáp ........................................................................................ 10
2.4. Lựa chọn khóa cáp ..................................................................................................14
2.5. Tính chọn tang cuốn ............................................................................................... 15
2.6. Tính chọn động cơ ..................................................................................................16
2.6.1. Phân tích lựa chọn động cơ điện .........................................................................16
2.6.2. Chọn động cơ điện ............................................................................................... 19
Chƣơng 3: CHẾ TẠO VÀ LẮP ĐẶT THỬ NGHIỆM .................................................22
3.1. Gia cơng hệ thống cơ khí cho giàn phơi thông minh .............................................22
3.1.1. Chế tạo khung sắt hộp ......................................................................................... 22
3.1.2. Gia công thanh phơi ............................................................................................ 23
3.1.3. Gia công bánh xe .................................................................................................25
3.1.4. ỐP tấm Aluminium.............................................................................................. 26
3.2. Lắp đặt thử nghiệm .................................................................................................29

3.2.1. Lắp đặt .................................................................................................................29
3.3. Vận hành thử nghiệm ............................................................................................. 32


3.3.1. Thí nghiệm...........................................................................................................33
3.3.2. Thực nghiệm ........................................................................................................33
3.4. Kết quả vận hành thử nghiệm .................................................................................33
KẾT LUẬN ...................................................................................................................35
TÀI LIỆU THAM KHẢO


D NH

ỤC HÌNH ẢNH

Hình 1.1. Giàn phơi quay tay .......................................................................................... 2
Hình 1.2. Giàn phơi bấm điện ......................................................................................... 3
Hình 1.3. Giàn phơi điều khiển từ xa ..............................................................................4
Hình 1.4. Giàn phơi truyền thống ....................................................................................5
Hình 1.5 Kết cấu của giàn phơi thơng minh ....................................................................6
Hình 1.6. Giàn phơi thơng minh ......................................................................................7
Hình 2.1. Bản vẽ chi tiết ..................................................................................................9
Hình 2.2. Bản vẽ kĩ thuật ............................................................................................... 10
Hình 2.3. Cáp bện bọc nhựa .......................................................................................... 14
Hình 2.4. bulong kẹp cáp ............................................................................................... 14
Hình 2.5. Puly ................................................................................................................16
Hình 2.6. Mơ phỏng động cơ giảm tốc ..........................................................................17
Hình 2.7. Cấu tạo động cơ bƣớc ....................................................................................18
Hình 2.8. Động cơ giảm tốc truyền động kéo cáp ......................................................... 20
Hình 2.9. Kích thƣớc của động cơ giảm tốc ..................................................................21

Hình 3.1. Sắt hộp mạ kẽm 20x20 ..................................................................................22
Hình 3.2. Khung sắt hộp 20x20 thiết kế trên Inventor ..................................................22
Hình 3.3. Kích thƣớc thanh ray .....................................................................................23
Hình 3.4. Ray phơi ........................................................................................................24
Hình 3.5. ánh lăn kèm móc phơi .................................................................................24
Hình 3.6. Bản vẽ chi tiết móc phơi có sẵn bánh lăn ...................................................... 25
Hình 3.7. ánh xe đẩy ...................................................................................................25
Hình 3.8. Tấm Aluminium ............................................................................................ 26
Hình 3.9. Tính thiết kế ốp tấm alu trên Inventor ........................................................... 27
Hình 3.10. Ốp Alu hồn chỉnh....................................................................................... 28
Hình 3.11. Sơ đồ quy trình lắp đặt giàn phơi thơng minh .............................................31
Hình 3.12. Sản phẩm sử dụng thực tế............................................................................32


DANH MỤC BẢNG
Bảng 2.1. Thông số kĩ thuật............................................................................................. 8
Bảng 2.2. Bảng hệ số kinh nghiệm đối với lực kéo đứt nhỏ nhất .................................12
Bảng 2.3. Nhóm chế độ làm việc của cơ cấu ................................................................ 13
Bảng 2.4. Hệ số ZP .........................................................................................................13
Bảng 2.5. Bảng hệ số đƣờng kính puly .........................................................................15
Bảng 2.6. Thơng số hiệu suất ........................................................................................ 19
Bảng 2.7. Thông số của động cơ giảm tốc ....................................................................20
Bảng 3.1. Thống kê các chi tiết cấu thành giàn phơi thông minh .................................29


PHẦN 1: MỤC TIÊU, PHƢƠNG PHÁP, PHẠM VI NGHIÊN CỨU
1. Mục tiêu của đề tài:
Thiết kế, chế tạo đƣợc 01 bộ khung giàn phơi quần áo thơng minh.
Kích thƣớc: dài

rộng

cao

2m

0,5m

1,5m

Tải trọng: 40kg
2. Phƣơng pháp nghiên cứu:
- Phân tích, tổng hợp lý thuyết.
- Nghiên cứu thực nghiệm.
- Mô phỏng thiết kế.
3. Đối tƣợng nghiên cứu:
Các bộ phận truyền động của giàn phơi.
4. Phạm vi nghiên cứu:
Hệ thống cơ khí của giàn phơi quần áo thông minh.

1


PHẦN 2: NỘI DUNG KHÓA LUẬN
Chƣơng 1: CƠ SỞ LÝ THUYẾT
1.1 Các loại gi n phơi hiện nay
Trên thị trƣờng hiện nay có 4 loại giàn phơi chủ yếu: giàn phơi tay quay, giàn
phơi bấm điện, giàn phơi điều khiển từ xa và giàn phơi truyền thống. Chúng ta sẽ cùng
tìm hiểu 4 loại giàn phơi này, và tìm hiểu ƣu nhƣợc điểm của mỗi loại.
 Giàn phơi tay quay

Hình 1.1 Gi n phơi tay quay
- Cấu tạo:
+ ộ tời (hộp quay bằng tay)
+ Thanh phơi
+ Buli
+ Dây cáp
- Ƣu điểm:
+ Kết cấu đơn giản
+ Dễ chế tạo nhất trong các loại giàn phơi.
- Nhƣợc điểm:
+ Vận hành phức tạp, tốn thời gian và công sức do phải quay tang cuốn bằng
tay.
+ Không thể nâng hạ đồng thời cả hai thanh phơi mà chỉ nâng hạ một trong hai
thanh phơi.
2


+ Dễ bị dao động khi bị gió thổi vì thanh phơi chỉ đƣợc giữ bởi hai sợi dây cáp.
+ Lắp đặt khá tốn thời gian.
+ Không tự động bảo vệ quần áo trành đƣợc mƣa.
Đây là sản phẩm đƣợc sử dụng rộng rãi nhất trên thị trƣờng vì nó đáp ứng đƣợc
những yêu cầu cơ bản nhất của ngƣời sử dụng đồng thời giá thành rẻ là yếu tố ảnh
hƣởng nhất đến việc nhiều ngƣời sử dụng sản phẩm này.
 Giàn phơi bấm điện

Hình 1.2 Gi n phơi bấm điện
- Cấu tạo:
+ Bộ tời điện
+ Thanh phơi

+ Dây cáp
- Ƣu điểm:
+ Kết cấu tƣơng đối đơn giản.
+ Vận hành dễ dàng, nhanh tróng nhờ sử dụng động cơ điện. Có thể nâng thanh
phơi lên, xuống hoặc dừng giữa trừng.
+ Có thể đồng thời nâng hạ hai thanh phơi.
- Nhƣợc điểm:
+ Dễ giao động khi bị gió tác động do thanh phơi chỉ đƣợc giữ bởi hai sợi cáp.
+ Lắp đặt mất thời gian.
3


+ Khơng có khả năng bảo vệ quần áo chống lại mƣa.
Kết cấu khá đơn giản, vận hành dễ dàng nên giàn phơi bấm điện cũng tƣơng đối
phổ biến trên thị trƣờng nhƣng vẫn không bằng giàn phơi quay tay.
 Giàn phơi điều khiển từ xa

Hình 1.3. Gi n phơi điều khiển từ xa
- Cấu tạo:
+ Bộ điều khiển
+ Bộ tời
+ Thanh phơi
+ Cụm điã truyền
- Ƣu điểm:
+ Có khả năng điều khiển từ xa.
+ Dễ dàng trong việc vận hành.
+ Kết cấu vững chắc, hạn chế giao động thanh phơi khi bị gió tác động.
+ Lắp đạt dễ dàng.
+ Có hệ thống đèn để sử dụng vào ban đêm.
+ Có hệ thống quạt để làm khơ quần áo khi cần thiết.

+ Sử dụng nhiều thanh phơi cỏ thể dùng để phơi quần áo và phơi chăn màn.
- Nhƣợc điểm:
+ Chƣa có khả năng tự động bảo vệ quần áo khi trời mƣa.
+ Sử dụng động cơ điện khơng có encoder, nên tạo cữ cho thanh phơi phải sử
4


dụng kết cấu cơ khí phức tạp.
Loại giàn phơi này đƣợc xem là loại giàn phơi cao cấp nhất trên thị trƣờng hiện
nay. Nó đem lại rất nhiều tính năng hữu ích cho ngƣời sử dụng. Tuy nhiên, vẫn chƣa
đƣợc nhiều ngƣời sử dụng.
 Giàn phơi truyền thống (dây phơi)
- Cấu tạo:
+ Dây cáp hoặc dây thép
+ Móc treo
- Ƣu điểm:
+ nhỏ gọn dễ lắp đặt
+ Dễ sử dụng
- Nhƣợc điểm:
+ Cố định, khơng có đặc điểm nổi trội
+ Han rỉ ảnh hƣởng tới quần áo
+ Cách phơi truyền thống bừa bộn, khơng khoa học

Hình 4 Gi n phơi tru ền thống
Đây là loại giàn phơi thủ công nhất, đƣợc xem là loại giàn phơi thông dụng và
phổ biến nhất hiện nay. Tuy nhiên khơng thích hợp với các hộ gia đình thành phố, do
diện tích u cầu cao và không khắc phục đƣợc các tác nhân bất ngờ nhƣ mƣa gió.
Dựa trên những tìm hiểu về các hệ thống giàn phơi hiện có trên thị trƣờng, em
đƣa ra ý tƣởng để cái tiến giàn phơi thông minh. Với tiêu chí, tận dụng tối đa các
5

Module có sẵn trên thị trƣờng để giúp giảm giá thành sản phẩm, tận dụng các ƣu điểm
và khắc phục các nhƣợc điểm của các loại giàn phơi truyền thống.
1.2. Kết cấu của gi n phơi thông minh
- Cấu tạo:
+ Bộ phận điều khiển
+ Khung giàn phơi
+ Bộ phận truyền động (động cơ C, cáp, puly)
+ Thanh ray phơi (ray trƣợt, con trƣợt và móc phơi)
+ Khoang chứa
+ Bánh xe

Hình 1.5 Kết cấu của gi n phơi thông minh
Với thiết kế đơn giản nhƣng tích hợp cùng với tính năng hiện đại, giàn phơi
thông minh đã đem lại nhiều ƣu điểm nhƣ:
+ Nhỏ gọn và dễ dàng lắp đặt và di chuyển
+ Kết cấu vững chắc và độ bền cao
+ Dễ sử dụng với tất cả các thành viên trong gia đình
+ Sử dụng sẵn các linh kiện và vật liệu có trên thị trƣờng
1.3. Nguyên lý hoạt động của gi n phơi thơng minh
Hệ thống ray phơi mang móc phơi đƣợc di chuyển trƣợt nhờ hệ thống dây cáp
đƣợc cuốn trên tang và đƣợc dẫn động bởi một động cơ
khiển động cơ ta có thể cài đặt hoạt động cho thanh phơi.
-Trong trƣờng hợp trời sáng.
6

C. Thông qua mạch điều

+ Khi trời mƣa, cảm biến mƣa trên giàn phơi sẽ nhận tín hiệu, điều khiển động
cơ quay quấn cáp, thu kéo quần áo lại, che chắn cho quần áo tránh khỏi nƣớc mƣa hắt
vào làm ƣớt quần áo.
+ Khi hết mƣa, bề mặt cảm biến mƣa khơ, móc phơi sẽ đƣợc điều khiển để tự
động kéo ra thanh phơi, quần áo tiếp tục đƣợc phơi.
- Khi trời tối, dựa trên cài đặt và nguyên lý hoạt động của cảm biến ánh sáng,
mà quần áo sẽ đƣợc thu vào, đảm bảo cho quần áo khô ráo.
Trong trƣờng hợp trời tối, cho dù là mƣa hay khơng mƣa thì quần áo cũng đƣợc
thu về trong khoang chứa.

Hình 1.6. Gi n phơi thông minh

7


Chƣơng 2: THIẾT KẾ HỆ THỐNG CƠ KHÍ
2.1. Yêu cầu thiết kế
Từ ý tƣởng thiết kế đã đƣợc đề ra và việc khảo sát thực tế các loại giàn phơi có
mặt trên thị trƣờng, ta đề ra yêu cầu thiết kế, chế tạo cho giàn phơi thơng minh. Với
tiêu chí tính tồn cho trƣờng hợp lớn nhất có thể, để có thể sử dụng thiết kế đó cho các
khơng gian lắp đặt và yêu cầu sử dụng khác nhau, ta đề ra yêu cầu thiết kế, chế tạo
giàn phơi thông minh nhƣ sau:
Bảng 2.1. Thông số k thuật
Đơn vị

Giá trị

Chiều dài thanh ray

m

2

Chiều cao

m

1.5

Tải trọng

kg

Vận tốc

m/s

Thơng số

Kí hiệu

Ghi chú

0.05

Do mục đích sử dụng và nhằm đáp ứng yêu cầu thẩm mĩ của ngƣời dùng nên
sản phẩm cần thiết kế tối giản về trọng lƣợng, đảm bảo sự kiên cố tránh các tác nhân
nhƣ gió bão khiến giàn phơi lắc léo không đảm bảo.
2.2. Lập bản vẽ
Trong sản xuất và chế tạo cơ khí việc quan trọng đầu tiên chúng ta cần làm là

đƣa ra bản vẽ kĩ thuật. Từ đó sẽ tính đƣợc khối lƣợng vật liệu cần khi sản xuất, giúp
q trình sản xuất thêm chính xác và chun nghiệp hơn.

8


Hình 2.1. Bản vẽ chi tiết
 Khung giàn phơi chia làm 3 phần :
- Kích thƣớc ray phơi :
+ Dài : 1.5m
+ Rộng : 0,55m
+ Cao : 1.5m
- Kích thƣớc Ngăn chứa :
+ Dài : 0,5 m
+ Rộng : 0,5m
+ Cao : 1,5m
- Kích thƣớc hộp điện
+ Dài : 0,55m
+ Rộng : 0,3m
+ Cao : 0,3m

9


Hình 2.2. Bản vẽ k thuật
2.3. Tính ch n cáp
2.3.1. Lựa ch n loại cáp
Hiện nay, để đáp ứng nhu cầu và mục đích sử dụng mà có rất nhiều loại cáp
nhƣ: cáp bện đơn, cáp bện kép, cáp tiếp xúc điểm, cáp tiếp xúc đƣờng, cáp bện xuôi
hay cáp bện ngƣợc.

Tuy nhiên, để đáp ứng yêu cầu thiết kế và thích hợp với mục đích sử dụng của
giàn phơi thơng minh, thì em quyết định sử dụng loại cáp bện kép 6 x 7 với lõi thép
đƣợc sử dụng nhiều.
2.3.2. Tính tốn thơng số cáp
Trong q trình làm việc, các sợi thép trong cáp chịu lực phức tạp gồm kéo,
uốn, xoắn, dập…trong đó kéo là chủ yếu. Để tính chọn cáp sử dụng cơng thức kinh
nghiệm sau:
.n
Trong đó:
+

là lực căng lớn nhất.

+

là hệ số an toàn đƣợc chọn theo chế độ làm việc.

+

là lực kéo đứt cho phép, thƣờng đƣợc xác định bằng thực nghiệm.
10

(2.1)


Tuy nhiên, do cơ cấu tƣơng đối nhẹ, cáp đƣợc chọn có kích thƣớc nhỏ nên
khơng thể tính chọn cáp qua lực kéo đứt cho phép, nên chúng ta sẽ tính chọn cáp qua
đƣờng kính cáp nhỏ nhất.
Tham khảo tài liệu [2], ta có:
Đƣờng kính cáp nhỏ nhất

đƣợc xác định theo cơng thức sau:
= C√

(2.2)

Trong đó:
là đƣờng kính tính tốn nhỏ nhất của cáp (mm)

+

là lực căng cáp lớn nhất (N)

+

Lực căng cáp lớn nhất chính là phần tải trọng mà cáp phải chịu. Theo u cầu tính
tốn, tải trọng

= 40 kg ta có:
S=

(2.3)

.g

Với: g là gia tốc trọng trƣờng, để thuận lợi cho tính tốn ta chọn:
g = 10 m/
Suy ra:
S=
+

. g = 40.10 = 400 (N)

là hệ số chọn cáp

Giá trị của hệ số chọn cáp

là hàm số của hệ số an tồn

và đƣợc tính theo

cơng thức sau:
(2.4)

Trong đó:

là hệ số chọn cáp (nhỏ nhất).

là hệ số kinh nghiệm đối với lực kéo đứt nhỏ nhất ứng với kết cấu cáp
đã cho.

11


nhƣ sau:

Tham khảo tài liệu [3], ta có Bảng hệ số

Bảng 2.2. Bảng hệ số kinh nghiệm đối với lực kéo đứt nhỏ nhất
Loại cáp

Hệ số

6 x 7 với lõi sợi chỉ
6 x 7 với lõi sợi thép

0,332

6 x 24 FC với lõi sợi chỉ

0,359

6 x 37 M với lõi sợi chỉ

0,286

6 x 37 M với lõi thép

0,295

6 x 19 với lõi sợi chỉ

0,319

6 x 19 với lõi thép

0,330

6 x 36 với lõi sợi chỉ

0,356

6 x 36 với lõi thép

0,330

8 x 19 với lõi thép

0,.356

8 x 36 với lõi thép

0,356

18 x 7

0,356

 (M) x 7

0,328

 (W) x 7

0,318
0,360 (cáp cấp độ bền đến 1960)
0,350 (cáp cấp độ bền trên 1960)

Đối với loại cáp, 6 x 7 với lõi sợi thép, ta có hệ số

= 0,359

là giới hạn bền kéo nhỏ nhất của sợi dùng bện cáp, Mpa
Giới hạn bền kéo nhỏ nhất của sợi dùng bện cáp do nhà sản xuất quy định.
Nó có bốn giá trị thƣờng đƣợc sử dụng là 1570, 1770, 1960 và 2160. Với loại cáp đã
chọn ta có:
= 1770 MPa
ZP là hệ số an tồn thực tế nhỏ nhất.

12


Hệ số Zp đƣợc chọn qua nhóm chế độ làm việc của cơ cấu đƣợc cho trong Bảng
2.2 và Bảng 2.3
Bảng 2.3. Nhóm chế độ làm việc của cơ cấu
TCVN 4244: 1986

Quay tay

Nhẹ

Trung bình

Nặng

Rất nặng

TCVN 5862: 1995

Bảng 2.4. Hệ số ZP

Nhóm chế độ làm việc
3,15

3,35

3,55

4,0

4,5

5,6

7,1

9,0

Với tính tốn thiết kế tải trọng là 40kg trong khi thực tế giàn phơi thông minh
của ta luôn hoạt động ở dƣới mức tải trọng tƣơng đối nhiều. Nên ta chọn chế độ làm
việc ở đây nhẹ hay tƣơng ứng là M3
ta có:
= 3,55
Suy ra:

o đó:
Đƣờng kính danh nghĩa d của cáp đƣợc chọn phải thỏa mãn điều kiện:

Suy ra:

13

Vậy chọn loại cáp 6 x 7 với lõi sợi thép (cáp gồm 6 tao, mỗi tao gồm 7 sợi cáp nhỏ)
Đƣờng kính cáp: d = 1,5mm.

Hình 2.3. Cáp bện b c nhựa
2.4. Lựa ch n khóa cáp
Khóa cáp (cịn gọi là cóc kẹp cáp) đƣợc dùng để kẹp vành đai của cáp, giáp
mối khi không thể bện cáp, nối cáp vào với nhau đƣợc hay khi cần những điểm kết nối
tạm thời.
Khóa cáp đƣợc rèn có bề mặt chịu lực tốt hơn và bền hơn so với khóa cáp làm
từ gang.

Hình 2.4. bulong kẹp cáp

14


Khóa cáp có cấu tạo gồm: phần thân có hình dạng chữ U có đƣờng ren ngồi
đều nhau theo vịng xoắn ốc, 1 đầu khóa và 2 bulong (hay cịn đƣợc gọi là ê cu). Kích
thƣớc của phần thân và 2 bulong phải trùng nhau, chúng ăn khớp với nhau, do đó dễ
dàng tháo, lắp, sử dụng khá linh hoạt.
2.5. Tính ch n tang cuốn
Tang cuốn là bộ phận cuốn dây trong cơ cấu nâng hạ, biến chuyển động quay
thành chuyển động tịnh tiến nâng/hạ vât. Tuy nhiên, do yêu cầu thiết kế cũng nhƣ
sáng kiến cá nhân, em đã thay đổi kết cấu. Để giúp giàn phơi vận hành tự động thu
hay phơi quần áo thì cần dây cáp chuyển động tịnh tiến ra vào, do đó thay bằng bằng
việc sử dụng tang cuốn và puly thì em sử dụng 1 cặp puly, một puly sẵn gắn trực tiếp
vào trục động cơ và một puly gá đầu còn lại, biến chuyển động quay thành chuyển
động tịnh tiến ra/vào.

Để chọn đƣợc tang cuốn thích hợp cần xác định đƣờng kính danh nghĩa.
Đƣờng kính danh nghĩa của puly đƣợc xác định theo đƣờng kính cáp và
hệ số đƣờng kính puly:
D

h.d

Trong đó:
+ D là đƣờng kính danh nghĩa nhỏ nhất của puly.
+ h là hệ số đƣờng kính tang.
Tham khảo tài liệu [2], ta có Bảng hệ số đƣờng kính puly nhƣ sau:
Bảng 2.5. Bảng hệ số đƣờng kính puly
Nhóm chế độ làm việc của cơ cấu
M1
M2
M3
M4
M5
M6
M7
M8

12,5
14,0
16,0
18,0
20,0
22,4
25,0
28,0

Với chế độ làm việc M3 đã đƣợc chọn từ phần 2.2.4.4 – Tính tốn thơng số cáp, ta
có:
15


h = 16,0
+ h là đƣờng kính cáp
Nhƣ đã tính tốn ở trên ta có: d = 1,5mm
o đó:
≥ h . d = 16 . 1,5 = 24 (mm)
Chọn đƣờng kính danh nghĩa của tang cuốn:
D = 35mm
Thiết kế của puly có sẵn các rãnh sẽ tránh đƣợc tình trạng trƣợt cáp trong quá
trình hoạt động. Đáp ứng yêu cầu về tải trọng và để tƣơng đồng với loại cáp sử dụng
nên em chọn cặp puly với kích thƣớc nhỏ, đƣờng kính puly là 35mm.

Hình 2.5. Puly
2.6. Tính ch n động cơ
2.6.1. Phân tích lựa ch n động cơ điện
Chọn động cơ điện để dẫn động máy móc hoặc các thiết bị công nghệ là giai
đoạn vô cùng quan trọng trong q trình tính tốn, thiết kế hệ dẫn động. Trong trƣờng
hợp dùng hộp giảm tốc và động cơ biệt lâp, việc chọn đúng loại động cơ có ảnh hƣởng
rất nhiều đến việc lựa chọn hộp giảm tốc cũng nhƣ các bộ truyền ngoài hộp. Muốn
chọn đúng động cơ cần hiểu rõ đặc tính và phạm vi sử dụng của từng loại, đồng thời
cần chú ý đến yêu cầu làm việc cụ thể của thiết bị cần đƣợc dẫn động.
Hiện nay, các loại động cơ điện đƣợc dùng phổ biến là:

16

 Động cơ điện một chiều
Cho phép thay đổi trị số của moment và vận tốc góc trong phạm vi rộng, đảm
bảo khởi động êm, hãm và đảo chiều dễ dàng, do đó đƣợc dùng rộng rãi trong các
thiết bị vận chuyển bằng điện, thang máy, máy trục, các thiết bị thí nghiệm…


Động cơ giảm tốc
Động cơ điện có cấu tạo gồm 2 phần chính đó là Stato và Roto. Cấu tạo của

stato bao gồm các cuộn dây của ba pha điện quấn trên các lõi sắt bố trí trên một vành
tròn để tạo ra từ trƣờng quay, còn Roto có dạng hình trụ đóng vai trị nhƣ một cuộn
dây quấn trên lõi thép. Hộp giảm tốc bên trong chứa bộ truyền động sử dụng bánh
răng, trục vít… để làm giảm tốc độ vòng quay. Hộp này đƣợc dùng để giảm vận tốc
góc, tăng momen xoắn và là bộ phận trung gian giữa động cơ điện với bộ phận làm
việc của máy cơng tác. Đầu cịn lại của hộp giảm tốc nối với tải.

Hình 2.6. Mơ phỏng động cơ giảm tốc

17


 Động cơ điện xoay chiều ba pha
+ Động cơ điện xoay chiều ba pha đồng bộ
Động cơ ba pha đồng bộ có vận tốc góc khơng đổi, khơng phụ thuộc vào trị số
của tải trọng và thực tế không điều chỉnh đƣợc. .
+ Động cơ ba pha không đồng bộ gồm hai kiểu: Roto dây quấn và roto lồng
sóc.
Động cơ ba pha không đồng bộ roto dây quấn cho phép điều chỉnh vận tốc
trong một phạm vi nhỏ (khoảng 5%), có dịng điện mở máy nhỏ nhƣng hệ số cosj thấp,

giá thành cao, kích thƣớc lớn, và vận hành phức tạp. Dùng thích hợp khi cần điều
chỉnh trong phạm vi hẹp để tìm ra vận tốc thích hợp của dây truyền công nghệ đã
đƣợc lắp đặt.
 Động cơ bƣớc
Động cơ bƣớc là một loại động cơ điện có nguyên lý và ứng dụng khác biệt với
đa số các loại động cơ điện thông thƣờng. Chúng thực chất là một động cơ đồng bộ
dùng để biến đổi các tín hiệu điều khiển dƣới dạng các xung điện rời rạc kế tiếp nhau
thành các chuyển động góc quay hoặc các chuyển động của Rotor.

Hình 2.7. Cấu tạo động cơ bƣớc
Ngồi các loại động cơ phân tích ở trên thì cịn có động cơ rung, động cơ
servo…
18


Từ việc phân tích các loại động cơ ở trên, yêu cầu của đồ án là muốn điều
khiển dây phơi theo hai chiều (ra hoặc vào ) cố định nên em đã chọn lựa động cơ
giảm tốc để dẫn động dây cáp của giàn phơi.
2.6.2. Ch n động cơ điện
 Công suất cần thiết trên trục
Theo yêu cầu thiết kế, ta có:
Tải trọng mà giàn phơi cho phép:
mt = 40kg
o đó, lực kéo lớn nhất tác dụng lên trục:
(2.5)

Fkmaxc = mt . g
Hay:
= 40 . 10 = 400 (N)
 Công suất trên trục:

=
Theo yêu cầu thiết kế, vận tốc kéo cáp

=

(2.6)

.

.

= 0,05 m/s, ta có:

= 400 . 0,05 = 20 (W)

 Xác định hiệu suất chung của toàn hệ thống
Hiệu suất chung của toàn hệ thống đƣợc xác định nhƣ sau:

=∏
Trong đó:

=

(2.7)

.

là hiệu suất của chi tiết hoặc bộ truyền thứ i; k là số chi tiết hay bộ

truyền thứ i đó:
Tra bảng 2.3 – Trang 19 – Tài liệu [5] về Trị số hiệu suất của các bộ truyền và
ổ ta có:
Bảng 2.6. Thơng số hiệu suất
Tên g i

Kí hiệu

Số lƣợng

Hiệu suất khớp nối

1

Hiệu suất 1 cặp ổ lăn

1

19

Giá trị ch n

Ghi chú