ĐỒ án môn học điều KHIỂN hệ THỐNG điện CÔNG NGHIỆP đề tài THIẾT kế BĂNG tải
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (1.62 MB, 36 trang )
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP. HCM
KHOA ĐÀO TẠO CHẤT LƯỢNG CAO
ĐỒ ÁN MÔN HỌC
ĐIỀU KHIỂN HỆ THỐNG ĐIỆN CÔNG NGHIỆP
ĐỀ TÀI : THIẾT KẾ BĂNG TẢI
GVHD: PGS. TS Nguyễn Phan Thanh
Sinh viên thực hiện:
Trương Thanh Lực
MSSV: 19142192
Tp. Hồ Chí Minh, Ngày 16 Tháng 11 Năm 2022
1
PHIẾU ĐÁNH GIÁ CỦA GIẢNG VIÊN
Sinh viên thực hiện:
1. Trương Thanh Lực 19142192
Ngành: CNKT ĐIỆN – ĐIỆN TỬ
Nội dung đánh giá:
1.
Nội dung và khối lượng bài tập:
……………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………
2.
Ưu điểm:
……………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………
3.
Khuyết điểm:
……………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………
4.
Nhận xét chung:
……………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………
5.
Điểm số:……..
Điểm bằng chữ:………….
Tp HCM, ngày 16 tháng 11 năm 2022
Giảng viên đánh giá
PGS.TS Nguyễn Phan Thanh
2
LỜI MỞ ĐẦU
Ngày nay trước những sự phát triển như vũ bão của khoa học kỹ thuật việc
áp dụng khoa học công nghệ vào trong thực tế sản xuất đang được phát
triển rộng rãi về mặt quy mô lẫn chất lượng. Trong đó ngành tự động hóa
chiếm một vai trị rất quan trọng không những giảm nhẹ sức lao dộng cho
con người mà cịn góp phần rất lớn trong việc nâng cao năng suất lao động,
cải thiện chất lượng sản phẩm, chính vì thế ngành tự dộng hóa ngày càng
khẳng định được vị trí cũng như vai trị của mình trong các ngành công
nghiệp và đang được phổ biến rộng rãi trong các hệ thống cơng nghiệp trên
tồn thế giới nói chung và Việt Nam nói riêng.
Với một vai trị rất quan trọng trong ngành tự động hóa cơng nghiệp, các
loại biến tần đã chiếm một phần quan trọng trong sự phát triển chung của
ngành. Nó đã và đang phát triển mạnh mẽ và ngày càng chiếm một vị trí rất
quan trọng trong các ngành kinh tế quốc dân. Ngày nay với sự phát triển
của khoa học kỹ thuật, đặc biệt là cơng nghệ tự động hóa, biến tần ra đời đã
giúp giải quyết bài toán điều khiển động cơ điện một cách dễ dàng.
Để hiểu rõ hơn về điều khiển hệ thống điện công nghiệp với biến tần và
ứng dụng cụ thể của nó vào trong sản xuất em đã làm đồ án : “ Thiết kế
băng tải” với sự hướng dẫn của PGS.TS Nguyễn Phan Thanh
Đặc biệt, em xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến giáo viên hướng dẫn –PGS.TS
Nguyễn Phan Thanh, thầy đã luôn theo dõi, chỉ dẫn, giúp đỡ và tạo điều
kiện tốt nhất để em hoàn thành đồ án. Trong thời gian thực hiện đồ án, em
đã phải những khó khăn và sai xót, thầy ln có những phát hiện và gợi ý
cho em có thể tìm ra phương pháp khắc phục và hồn thiện đồ án.
Em xin chân thành cảm ơn!
3
Mục Lục
ĐỒ ÁN MÔN HỌC ....................................................................................................................................................
Trương Thanh Lực MSSV: 19142192 ...............................................................................................................
Tp. Hồ Chí Minh, Ngày 16 Tháng 11 Năm 2022 .....................................................................................................
1. Nội dung và khối lượng bài tập: .......................................................................................................................
2.
Ưu điểm: ..........................................................................................................
3.
Khuyết điểm: ....................................................................................................
4.
Nhận xét chung: ...............................................................................................
Giảng viên đánh giá ..................................................................................................................................................
LỜI MỞ ĐẦU ..............................................................................................................................................................
CHƯƠNG I: GIỚI THIỆU ĐỀ TÀI .........................................................................................................................
1.2
Đối tượng và phạm vi nghiên cứu: ................................................................
1.3
Nhiệm vụ .......................................................................................................
1.4
Phương pháp nghiên cứu ...............................................................................
1.5
Bố cục bài nghiên cứu ...................................................................................
CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG BĂNG TẢI ....................................................................................
2.1
Lịch sử phát triển: .........................................................................................
2.2
Cấu tạo chung và nguyên lý hoạt động của hệ thống băng tải: .....................
2.2.1
Cấu tạo chung : .............................................................................................
2.2.2
Nguyên lý hoạt động: ....................................................................................
2.3
Phân loại băng tải và nhận xét chung: ...........................................................
2.3.1
Phân loại băng tải : ........................................................................................
2.3.2
Nhận xét chung: ............................................................................................
CHƯƠNG 3: YÊU CẦU ĐỐI VỚI HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN VÀ TÍNH TỐN LỰA CHỌN THIẾT BỊ ......
3.1
Yêu cầu chung đối với hệ thống điều khiển ..................................................
3.1.1
Yêu cầu về chất lượng hệ thống điều khiển...................................................
3.1.2
Yêu cầu về đối tượng điều khiển ..................................................................
Các thông số cần lưu ý khi thiết kế băng tải:..........................................................................................................
3.1.3
Các hệ thống hỗ trợ: ......................................................................................
................................................................................................................................................................................
3.2
Tính tốn lựa chọn thiết bị cho hệ thống băng tải: ........................................
Công suất cần thiết để dịch chuyển vật liệu là: ......................................................................................................
Lực cản do các loại ma sát sinh ra khi băng tải chuyển động không tải sẽ là: .......................................................
Công suất cần thiết để khắc phục các lực cản ma sát: ............................................................................................
Lực cần thiết nâng vật: ...........................................................................................................................................
Công suất nâng bằng: .............................................................................................................................................
Với các cơng thức ở trên ta có bảng kết quả: .........................................................................................................
3.2.2 Xác định công suất động cơ ..........................................................................................................................
Momen đầu trục con lăn: ........................................................................................................................................
Momen đầu trục hộp số: .........................................................................................................................................
4
Với các cơng thức ở trên ta có bảng kết quả............................................................................................................. 24
3.2.3 SV022IG5A-4 - Biến tần LS IG5A 3 pha 380V 2.2kW :................................................................................ 25
3.2.4 Động cơ giảm tốc SEW 3Hp R77:.................................................................................................................. 26
26
CHƯƠNG 4: NGUYÊN LÝ VẬN HÀNH HỆ THỐNG BĂNG TẢI VÀ PHƯƠNG ÁN CUNG CẤP ĐIỆN....28
4.1
Nguyên lý vận hành của hệ thống băng tải:.................................................................................................. 28
4.2
Phương án cung cấp điện:............................................................................................................................. 28
CHƯƠNG 5: ĐỀ XUẤT SƠ ĐỒ KHỐI CHO HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN TỐC ĐỘ VÀ BỐ TRÍ VÀ KẾT NỐI
THIẾT BỊ TRUYỀN ĐỘNG CHO HỆ THỐNG BĂNG TẢI................................................................................. 31
5.1
Đề xuất sơ đồ khối cho hệ thống điều khiển tốc độ:.................................................................................... 31
Chi tiết khối IG5A:.................................................................................................................................................... 33
5.2
Kết quả mô phỏng......................................................................................................................................... 35
Tài liệu tham khảo..................................................................................................................................................... 36
5
CHƯƠNG I: GIỚI THIỆU ĐỀ TÀI
1.1 Tính cần thiết
-
Hệ Thống Băng Tải là một thiết bị xử lý vật liệu cơ khí di chuyển hàng hóa,
vật tư từ nơi này đến nơi khác trong một đường dẫn xác định trước. Hệ thống
băng tải là một phần không thể thiếu trong các ngành công nghiệp, giúp giảm
sức lao động, nâng cao năng suất, tối ưu chi phí cho các doanh nghiệp.
-
Việc sử dụng băng tải công nghiệp khác nhau tùy theo vị trí, loại sản phẩm
đang được di chuyển, khoảng cách mà đối tượng sẽ được di chuyển. Tiêu
chuẩn cho băng tải được đo lường và xác định bởi tải trọng tối đa, trọng lượng
của sản phẩm, số lượng các mảnh trên một đơn vị thời gian, tải trọng, tốc độ
và dòng chảy của vật liệu.
-
Đối với băng tải hiện đại giúp kiểm sốt quy trình, giám sát chất lượng hay
đưa ra các cảnh báo rủi ro sớm cho toàn bộ quy trình sản xuất trong nhà máy.
-
Băng tải - băng chuyền được ứng dụng trong các xí nghiệp, nhà máy, xưởng
sản xuất, xử lý và đóng gói sản phẩm, chế biến thực phẩm, sản xuất thức ăn
chăn nuôi, chế biến thủy hải sản, chế biến nông sản…
-
Hiện nay, trong các dây chuyền lắp ráp, sản xuất thì băng tải là một trong
những bộ phận quan trọng không thể thiếu.
-
Do tầm quan trọng của băng tải đối với sản xuất công nghiệp mà ngày càng
được đưa vào sử dụng nhiều và là thiết bị không thể thay thế trong các nhà
máy, xí nghiệp.
-
Hiện nay, trong các dây chuyền lắp ráp, sản xuất thì băng tải - băng chuyền là
một trong những bộ phận quan trọng khơng chỉ trong nước mà cịn cả ở trên
thế giới. Nó góp phần tạo nên một môi trường sản xuất khoa học, năng động
mang lại hiệu quả kinh tế cao nhờ tiết kiệm sức lao động.
1.2 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu:
-
Đối tượng nghiêm cứu: điểu khiển tốc độ động cơ trong hệ thống băng tải vận
chuyển hàng hóa.
6
-
Phạm vi nghiên cứu chỉ áp dụng cho khu vực nhà kho vận chuyển hàng hóa.
-
Tập trung nghiên cứu về hệ thống điều khiển, không nghiên cứu về hệ cơ khí
của băng tải.
1.3 Nhiệm vụ
-
Tìm hiểu cách vận chuyển hàng hố bằng hệ thống băng tải ngồi mơi trường
thực tế.
-
Tìm hiểu khái quát về phương thức hoạt động, cách đấu nối giữa các thiết bị về
động cơ motor 3 pha, biến tần, phần mềm matlab mơ phỏng quy trình hệ thống
băng tải,…
-
Lấy kết quả từ phần mềm mô phỏng và viết báo cáo.
1.4 Phương pháp nghiên cứu
-
Phương pháp phân tích và tổng thích hợp thuyết.
-
Phương pháp phân loại và hệ thống hóa lý thuyết.
-
Phương pháp giả thuyết.
1.5 Bố cục bài nghiên cứu
CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU ĐỀ TÀI.
CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG BĂNG TẢI.
CHƯƠNG 3: TÍNH TỐN LỰA CHỌN THIẾT BỊ VÀ YÊU CẦU ĐỐI
VỚI HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN.
CHƯƠNG 4: NGUYÊN LÝ VẬN HÀNH HỆ THỐNG BĂNG TẢI.
7
CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG BĂNG TẢI
2.1 Lịch sử phát triển:
-
Nửa sau thế kỉ 17 khoảng năm 1795 hệ thống băng tải đầu tiên chính thức được
đưa vào sử dụng trong nhà máy công nghiệp. Khi băng tải được ứng dụng vào
quá trình sản xuất đã đem lại nhiều lợi ích cho doanh nghiệp, kể từ đó băng tải
này chính là một phần khơng thế thiếu trong việc vận chuyển vật liệu, hàng hóa.
Ban đầu băng tải chỉ được dùng để tải các bao hạt với khoảng cách ngắn.
-
Băng tải lần đầu tiên được đưa vào sử dụng chủ yếu để lấy hạt trên một
khoảng cách dài, tuy nhiên hiện nay nó đang sử dụng để làm tất cả mọi việc,
mọi môi trường và không gian làm việc như: trong các trung tâm phân phối,
tiệm bánh, hay các ngành công nghiệp thực phẩm khác, các nhà máy in ấn,
sản xuất các tông, và nhiều hơn nữa.
-
Trong những ngày đầu hoạt động băng tải cũng khá đơn giản, thô sơ. Hệ thống
băng tải chỉ được thiết kế bằng 1 sàn gỗ phẳng và một vành đai đi qua sàn gỗ.
Vào trước đó dây băng tải được làm bằng da, cao su, vải… Vào thế kỉ 20 băng
tải được sử dụng phổ biến hơn được dùng cho việc chuyên chở vật cồng kềnh,
trọng lượng nặng hơn.
-
Vào năm 1908, Hymle Goddard là người đầu tiên được nhận bằng sáng chế
cho băng tải con lăn. Tuy nhiên, một vài năm sau băng tải con lăn lại không
được phát triển thịnh vượng như mong đợi. vào năm 1919, băng tải con lăn có
gắn động cơ được sử dụng trong ngành sản xuất oto. Như vậy, băng tải đã trở
thành một hệ thống máy móc khơng thể thiếu trong rất nhiều ngành dùng cho
việc chuyên chở hàng hóa nặng, cồng kềnh trong các nhà máy lớn.
-
Đến năm 1920, băng tải trở nên phổ biến hơn và trải qua những thay đổi lớn.
băng tải được phát triển hơn trong việc sử dụng dây đai, đó là dây băng tải cao
su, dùng để tải than cho hệ thống xử lý dài tới 8 km. hiện nay, băng tải được
sử dụng trong các mỏ than rất rộng rãi và có chiều dài đến hàng ngàn cây số.
8
-
Băng tải đầu tiên được sử dụng để vận chuyển tài nguyên thiên nhiên. Băng
tải sau đó đã nhanh chóng được sửa đổi và phát triển để sử dụng trong nhiều
ứng dụng sau khi mọi người thấy được lợi ích về chi phí và thời gian sử dụng
băng tải trong hoạt động kinh doanh.
-
Trong những ngày đầu hoạt động băng tải cũng khá đơn giản, thô sơ. Hệ thống
băng tải chỉ được thiết kế bằng 1 sàn gỗ phẳng và một vành đai đi qua sàn gỗ.
Vào trước đó dây băng tải được làm bằng da, cao su, vải… Vào thế kỉ 20 băng
tải được sử dụng phổ biến hơn được dùng cho việc chuyên chở vật cồng kềnh,
trọng lượng nặng hơn.
-
Vào năm 1908, Hymle Goddard là người đầu tiên được nhận bằng sáng chế
cho băng tải con lăn. Tuy nhiên, một vài năm sau băng tải con lăn lại không
được phát triển thịnh vượng như mong đợi. vào năm 1919, băng tải con lăn có
gắn động cơ được sử dụng trong ngành sản xuất oto. Như vậy, băng tải đã trở
thành một hệ thống máy móc khơng thể thiếu trong rất nhiều ngành dùng cho
việc chuyên chở hàng hóa nặng, cồng kềnh trong các nhà máy lớn.
-
Đến năm 1920, băng tải trở nên phổ biến hơn và trải qua những thay đổi lớn.
băng tải được phát triển hơn trong việc sử dụng dây đai, đó là dây băng tải cao
su, dùng để tải than cho hệ thống xử lý dài tới 8 km. hiện nay, băng tải được
sử dụng trong các mỏ than rất rộng rãi và có chiều dài đến hàng ngàn cây số.
-
Một trong những bước ngoặt quan trọng trong lịch sử băng tải là sự ra đời của
băng tải tổng hợp. sau thế chiến thứ 2 các vật liệu tự nhiên bông, cao su, vài
khan hiểm cho nên việc phát triển băng tải tổng hợp trở nên phổ biến.
-
Khoa học phát triển trong nhịp sống hiện đại đã thúc đẩy việc phát triển các chất
liệu dây đai tổng hợp của nhiều loại polyme, nylon, polyester, polyurethane,
urethane, băng tải PVC, băng tải cao su, silicone….Và từng loại chất liệu đi với
9
từng loại vật liệu tải , đánh dấu sự phát triển vượt bậc của băng tải.
-
Tiếp sau đó người ta đã phát minh ra băng tải thép, có khả năng chịu tải nặng
hơn nhiều và được sử dụng cho nhiều ngành công nghiệp. Một phát minh ra
băng tải để sử dụng trong các mỏ than, tạo ra một cuộc cách mạng trong
ngành khai thác do tăng tải và tốc độ chuyển hàng. Và băng tải đã được đưa
vào các dây chuyền lắp ráp, dây chuyền sản xuất tại nhà máy, tạo ra một cuộc
cách mạng công nghiệp bằng cách tăng nhanh sản lượng.
-
Vào năm 1947 Công ty Hytrol Băng tải bắt đầu đưa vào sử dụng phiên bản
thiết kế riêng của họ để vận chuyển các túi hạt giống trong cơng q trình
trồng cây. Thiết kế thơng minh nàỳ được thiết kế bởi kỹ sư Tom Loberg xây
dựng thêm trên dây chuyền của một số phần cắt cỏ và có thể gấp lại gọn gàng
khi nó khơng được sử dụng để di chuyển hạt. Những công nhân sử dụng băng
tải khi đó bắt đầu nhận ra rằng vấn đề an toàn là một vấn đề cần quan tâm khi
vận hành hệ thống. Kể từ đó, việc chế tạo tất cả các hệ thống băng tải phải đạt
các tiêu chuẩn khi nói đến vấn đề an tồn, và có các tài liệu quảng cáo, hướng
dẫn sử dụng có sẵn đi kèm.
-
Đến thế kỉ 20 các băng tải đã có nhiều cải tiến mới được sử dụng phổ biến
hơn và được dùng chuyên chở vật liệu cồng kềnh, và trọng lượng nặng hơn.
Hay băng tải được sử dụng để vận chuyển các loại ngũ cốc hay dỡ zona bằng
gỗ từ xe đường sắt và các mặt hàng khác.
-
Bên cạnh đó những năm gần đây trải qua quá trình thay đổi sản xuất đã góp
10
phần loại bỏ các yêu cầu bảo trì tốn kém. Các băng tải hiện nay đang được sử
dụng trong các ngành công nghiệp khác nhau, trong tất cả các ngành công
nghiệp. Các công ty cung cấp băng tải đã cho ra thị trường các loại băng tải
khác nhau được thiết kế để phù hợp với một ngành công nghiệp cụ thể, các
cấu hình mới và cơng nghệ đang liên tục thay đổi để tạo nên sự phát triển của
ngành băng tải hơm nay đến ngày. Máy vi tính được ứng dụng để kiểm soát
các hành động phức tạp, và hệ thống tự động hóa giúp hệ thống băng tải hoạt
động hiệu quả!
-
Trải qua các thời kỳ, hệ thống băng tải từng bước phát triển và có mặt hầu
như khơng thể thiếu trong tất cả các lĩnh vực hoạt động từ sản xuất công
nghiệp, nông nghiệp, thực phẩm, dược phẩm, công trường, mỏ than quặng
hay đến cả các sân bay, siêu thị....
-
Băng tải hiện nay được thiết kế sử dụng nhiều dây băng tải đặc biệt như: xích
tấm, nhựa, lưới inox, PU, con lăn nhựa, con lăn cao su, con lăn thép, con lăn
inox,…và vận chuyển theo các phương, nghiêng, trũng hay đứng... cho phù
hợp với từng nhu cầu của doanh nghiệp.
2.2 Cấu tạo chung và nguyên lý hoạt động của hệ thống băng tải:
2.2.1 Cấu tạo chung :
11
1.
Đối trọng
2, 3, 4. Cơ cấu định vị và dẫn hướng
5.
Tang thụ động
6.
Phễu chứa hạt
7.
Băng tải
Cơ cấu chuyển tải:
Băng tải 7 chở hàng di chuyển trên các con lăn đỡ 12 và con lăn đỡ dưới 11.
Các con lăn lắp trên một khung làm giá đỡ 10. Truyền động kéo băng tải nhờ
2 tang: tăng chủ động 8 và tang thụ động 5. Tang chủ động 8 gá chặt trên hai
giá đỡ và nối với trục động cơ truyền động qua hộp giảm tốc. Tạo ra sức
căng ban đầu của băng tải nhờ cơ cấu kéo căng gồm đối trọng 1, cơ cấu định
vị và dẫn hướng 2, 3 và 4.
Băng tải vận chuyển hạt từ phễu 6 đến đổ ở máng 9.
1.
Kéo Băng Tải
Động cơ kéo băng tải là 1 cơ chế hay một máy có khả năng vận chuyển được một
tải đơn, chẳng hạn như hộp, túi, thùng carton, hay 1 số lượng lớn vật liệu, chẳng
hạn như đất bột, hóa chất, thực phẩm... từ điểm A di chuyển đến điểm B. Động
cơ kéo băng tải là động cơ bước (Step motor), vì băng tải cần di chuyển vớitốc
độ chậm vừa phải, hơn nữa động cơ kéo đòi hỏi phải khỏe, lực kéo đều… Vì thế
mà động cơ bước là sự lựa chọn phù hợp nhất. Tùy theo mức độ nặng, nhẹ của
tải và băng chuyền mà lựa chọn công suất động cơ cho phù hợp.
12
Các bước chọn động cơ kéo băng tải:
2.
•
Xác định tải trọng của băng tải;
•
Tính chọn tỷ số truyền cho băng tải;
•
Tính mơ men xoắn của động cơ;
•
Tính cơng suất của động cơ băng tải;
•
Chọn loại động cơ phù hợp.
Băng tải
Băng tải là bộ phận được lắp trên bộ khung của dây chuyền, được căng bởi
các tang và tỳ lên con lăn phía 2 đầu. Nó có nhiệm vụ vận chuyển sản phẩm.
Do đặc điểm làm việc nên đòi hỏi băng tải cần phải căng, độ bám giữa băng
tải và con lăn đủ lớn để băng tải hoạt động ổn định với 1 tốc độ không đổi.
Hiện nay trên thị trường có khá nhiều loại băng tải khác nhau như: băng tải
loại PVC, loại PU, Băng tải Inox hay băng tải chịu nhiệt cao.
3. Con lăn
Con lăn là 1 bộ phận được gắn ở 2 đầu khung dây chuyền, đồng thời nó cũng
là bộ phận chịu lực tỳ của băng tải. Nó có nhiệm vụ nhận lực kéo của động
cơ thơng qua cơ cấu bánh răng và dây đai truyền động mà kéo cho băng tải
chuyển động theo.
Băng tải có chuyển động đều hay không phụ thuộc rất nhiều vào con lăn.
Chính vì vậy mà con lăn cần phải hoạt động ổn định, đồng trục và có độ bám
với băng tải đủ lớn để có thể kéo băng tải chuyển động
13
4.
Hệ thống tay đẩy hay kẹp sản phẩm
Thực hiện chức năng đẩy hay kẹp sản phẩm và đưa vào thùng chứa tương ứng.
Trong công nghiệp, tùy theo điều kiện làm việc mà sử dụng loại nào cho phù hợp;
có thể đơn giản chỉ là hệ thống tay đẩy thủy lực hay khí nén, nhưng cũng có thể là
hệ thống tay robot phức tạp….
5. Rơ-le
Rơ-le là một loại thiết bị điện tự động mà tín hiệu đầu ra thay đổi nhảy cấp khi tín
hiệu đầu vào đạt những giá trị xác định. Rơle là thiết bị điện dùng để đóng cắt
mạch điện điều khiển, bảo vệ và điều khiển sự làm việc của mạch điện động lực.
6.
Các loại cảm biến: quang, hồng ngoại, tiệm cận, …
2.2.2 Nguyên lý hoạt động:
- Khi động cơ bật, rulô quay nhờ lực ma sát giúp dây băng tải di chuyển. Tùy vào
nhu cầu vận chuyển mà điều chỉnh tốc độ dây băng phù hợp. Khi sản phẩm, vật
liệu để trên bề mặt băng tải, nó sẽ được vận chuyển nhờ sự chuyển động của dây
băng tải. Trong quá trình vận chuyển để tránh tình trạng bị võng, thường lắp đặt
thêm con lăn đỡ băng giúp tránh hiện tượng võng dây băng tải.
-
Tùy vào từng loại băng tải sẽ được thiết kế với nhiều loại chất liệu và kích thước.
Sử dụng băng tải PVC giúp vận chuyển tốt nhiều dòng sản phẩm, bề mặt dây
băng PVC có độ bền cao, chống bóng tróc và có thể làm việc trong nhiều điều
kiện môi trường khác nhau.
-
Đăc biệt, một yếu tố cục kỳ quan trọng đó chính là hệ số giãn dây băng phải thấp
để tránh hiện tượng dãn dây băng. Băng tải có thể vận chuyển được nhiều dòng
sản phẩm khác nhau với khoảng cách xa với tốc độ cao.
14
2.3 Phân loại băng tải và nhận xét chung:
2.3.1 Phân loại băng tải :
1.
Băng tải xích thường được ứng dụng trong các nhà máy công nghiệp, đặc biệt là các
nhà máy ô tô, sử dụng để truyền tải phụ tùng xe đi qua các nhà máy sơn một cách
nhanh chóng và an toàn.
2.
Băng tải con lăn là loại băng tải được sử dụng phổ biến trong ngành công nghiệp thực
phẩm. Dùng để vận chuyển các hộp sản phẩm, các giá đỡ thùng hàng và được chia ra
làm 4 loại gồm: băng tải con lăn nhựa, băng tải con lăng nhựa PVC, băng tải con lăn
truyền động bằng motor và băng tải con lăn làm bằng thép mạ kẽm.
3.
Băng tải cao su là loại băng tải chuyên sử dụng để vận chuyển các nguyên liệu như
kẽm, than... từ vùng khai thác đi đến điểm tập kết. Ưu điểm của băng t.ải cao su là có
thể sử dụng được trên mọi địa hình và bất chấp khoảng cách.
15
4.
Băng tải xoắn ốc rất thông dụng trong ngành công nghiệp thực phẩm, sản xuất nước
giải khát, bao bì dược phẩm... giúp vận chuyển nguyên liệu sản xuất theo một dòng
liên tục.
5.
Băng tải đứng được sử dụng để vận chuyển hàng hóa, như là thang máy
16
6.
Băng tải linh hoạt : Tương tự như băng tải xoắn ốc, băng tải linh hoạt cũng được sử
dụng phổ biến trong vận chuyển bao bì thực phẩm, dược phẩm, đóng gói...
17
7.
Băng tải rung Loại này chuyên được sử dụng để vận chuyển thực phẩm. Ưu điểm là
có thể sử dụng được trong mơi trường sản xuất khắc nghiệt ( nóng, dơ bẩn hoặc là dễ
bị ăn mòn).
Băng tải rung được cấu thành bởi băng tải khép kín chất liệu vải – cao su hoặc thép kết
hợp cùng xe dỡ liệu di động, các trục căng trục dẫn động sở hữu đường kính từ 400 –
500 mm với các cơ cấu căng hoặc vít. Các trục lăn được lắp trên một bề mặt ngang (đối
băng tải thẳng), hoặc dưới một góc do các con lăn tạo thành (đối với băng tải máng).
Bề mặt của băng tải rung thường được làm từ vải len, sợi gai, sợi bông, sợi cao su tổng
hợp và thép. Trong đó loại được làm từ vải – cao su sở hữu chiều rộng giao động từ
300 - 3000 mm và lượng lớp đệm từ 3 - 12. Các lớp đệm bằng nilông, sợi thủy tinh,
caprông, lapcan làm cho băng tải có độ bền cao.
18
2.3.2 Nhận xét chung:
Băng tải (băng chuyền) là một máy cơ khí dùng để vận chuyển các đồ vật từ điểm này
sang điểm khác, từ vị trí A sang vị trí B. Thay vì vận chuyển sản phẩm bằng cơng
nhân vừa tốn thời gian, chi phí nhân cơng lại tạo ra mơi trường làm việc lộn xộn thì
băng chuyền tải có thể giải quyết điều đó.
Với cấu tạo cùng những ưu thế nổi bật kể trên như độ bền cao, khả năng chịu lực tốt
mà giờ đây băng chuyền công nghiệp được ứng dụng khá rộng rãi trong rất nhiều các
lĩnh vực khác nhau như: Đóng gói, vận chuyển hàng hóa trong các nhà kho,
container, xe hàng… Đây là một trong những ứng dụng thực tiễn của băng chuyền
công nghiệp để hạn chế tối thiểu các vấn đề về rơi rớt và đảm bảo an tồn cho hàng
hóa. Băng chuyền công nghiệp ra đời để giải đáp hiệu quả cho vấn đề trên
Vì vậy việc sử dụng băng tải, hệ thống băng tải đã và đang là việc đầu tư, lựa chọn tối
ưu cho các doanh nghiệp hiện nay.
19
CHƯƠNG 3: YÊU CẦU ĐỐI VỚI HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN VÀ TÍNH TỐN LỰA
CHỌN THIẾT BỊ
3.1 u cầu chung đối với hệ thống điều khiển
3.1.1 Yêu cầu về chất lượng hệ thống điều khiển
-
Băng tải có nhiều cơ cấu dẫn động phải có phanh hãm riêng.
-
Hai đầu băng tải phải có cơng tắc: «STOP»
-
Ở các đoạn băng tải cần cấp và dỡ phải có cơng tắc dự phịng để dừng băng tải khi
cần thiết.
-
Hệ truyền động băng tải thường yêu cầu momen khởi động lớn. Đặc biệt trên những
băng tải dài thì càng có nhiều vật liệu trên băng tải hơn, khi đó q trình khởi động
địi hỏi momen khởi động và dòng điện khởi động cao hơn. Băng tải được khởi
động mềm với momen được điều khiển phù hợp cũng sẽ làm giảm bớt sự cố căng
và trượt của băng tải. Ngồi ra, hệ truyền động băng tải cịn có thể u cầu dừng
một cách chính xác tại những vị trí nào đó.
-
Ngày nay với sự phát triển của khoa học kỹ thuật, đặc biệt là công nghệ tự động hóa,
biến tần ra đời đã giúp giải quyết bài toán điều khiển băng tải một cách dễ dàng.
Những ưu điểm của biến tần:
-
Momen khởi động lớn.
-
Giúp giải quyết yêu cầu khởi động và dừng chính xác của hệ thống
-
Điều chỉnh tốc độ băng tải dễ dàng.
-
Bảo vệ và giúp tăng tuổi thọ hệ thống cơ khí, động cơ.
-
Nâng cao chất lượng điện năng, tiết kiệm điện.
3.1.2 Yêu cầu về đối tượng điều khiển
Khi thiết kế hệ thống điều khiển băng tải ngồi việc lựa chọn vị trí lắp đặt, nguồn điện
cung cấp cho băng tải thì việc quan trọng hơn hết là cần tìm hiểu rõ đối tượng mà hệ
thống sẽ truyền tải từ đó lựa chọn cơng suất động cơ phù hợp tránh lãng phí tiền bạc,
thời gian và công sức làm việc, đồng thời tang lợi nhuận.
20
Các thông số cần lưu ý khi thiết kế băng tải:
-
Tải trọng (bao gồm tải trọng hệ thống và tải trọng hàng hóa gọi)
-
Số lượng hàng hóa trên một đơn vị thời gian.
-
Năng suất hoạt động của băng tải.
-
Quãng đường vận chuyển.
-
Chiều cao của băng tải (nếu là băng tải nghiêng).
-
Góc nghiêng, nâng , hạ của bang tải
-
Điều kiện làm việc.
-
Tốc độ dịch chuyển của băng tải.
-
Tỷ số truyền của động cơ bang tải
Từ các thông số trên ta xác định:
-
Tính lựa vận tốc băng được xác định sao cho vật liệu không bị thổi bụi hoặc bắn ra
hai bên khi máy làm việc.
Tính tốn chọn cơng suất động cơ, tính tốn các lực xảy ra khi tải di chuyển có vật
hoặc khơng có vật.
3.1.3 Các hệ thống hỗ trợ:
Tủ điều khiển chính (Swicthboard) được chế tạo bằng thép hình khối chữ nhật, phía
trong mặt sau có thêm một lớp vừa để bảo vệ vừa là giá để lắp đặt các thiết bị.Tủ cịn
có thêm các thiết bị phụ như quạt thơng gió, bộ sấy và hệ thống chiếu sáng bên trong.
21
3.2 Tính tốn lựa chọn thiết bị cho hệ thống băng tải:
3.2.1 Xác định công suất tải trên trục của động cơ:
Đề bài:
Đề
9
Lực cần thiết để dịch chuyển vật liệu là:
L’= L.cosβ
F1 = L. .cosβ..k1.g = .L’. k1.g
Trong đó:
β - Góc nghiêng của băng tải
L- Chiều dài băng tải
- Khối lượng vật liệu trên 1m băng tải
k1 - Hệ số tính đến lực cản khi dịch chuyển vật liệu k1=0,05
Cơng suất cần thiết để dịch chuyển vật liệu là:
P1= F1.v = .L’. k1.v.g
Lực cản do các loại ma sát sinh ra khi băng tải chuyển động không tải sẽ là:
F2 = 2L. b. cosβ. k2.g = 2L’. b. k2.g
Trong đó:
k2- Hệ số tính đến lực cản khi khơng tải
b-
Khối lượng băng tải trên 1 mét chiều dài băng
Công suất cần thiết để khắc phục các lực cản ma sát:
P2= F2.v = 2L’. b. k2.v.g
Lực cần thiết nâng vật:
22
F3= +/- L. .sinβ.g
Lấy dấu (+) khi tải đi lên và lấy dấu (-) tương ứng với tải đi xuống.
Công suất nâng bằng:
H= H2- H1 = 4- 0,8
P3= F3.v = +/- .H.v.g
Ta có: Góc nghiêng = 12.32°, L băng tải = 15m, 1 = 0.8m, 2 = 4m, v = 1m/s, Tải
định mức = 30Kg/m, Khối lượng băng tải khi không tải = 5 Kg/m, hiệu suất truyền
động 85%,
hệ số lực cản K1, K2 là 0.05, hệ số dự trữ công suất K3 là 1.2
Với các công thức ở trên ta có bảng kết quả:
3.2.2 Xác định cơng suất động cơ
Công suất tĩnh của băng tải:
P = P1 + P2 + P3 (kW)
Công suất động cơ truyền động băng tải được tính theo biểu thức sau:
Pdc = K3 * ( kW )
Momen đầu trục con lăn:
đầ
ụ
= . ( . )
Đường kính con lăn d = 0.2 m
23
Momen đầu trục hộp số:
M đầu trục
M hộp số =
( N.m )
P đầu ra hộp số = M hộp số * W ( kW )
P động cơ dự trữ =
0.96
∗ 3(
)
Với các cơng thức ở trên ta có bảng kết quả
F1= L. .cosβ.K1.g = 10×30×0.95×0.05×9.8 = 215.42 (N)
F2 = 2L. b.cosβ. K2.g = 2 bL’. K2.g = 2×10×5×9.8×0.05×0.95 = 71.81 (N)
F3 = ± L. .sinβ. g = 10×30×0.32×9.8 = 940.80 (N)
Tổng lực F = F1 + F2 + F3 = 215.42 + 71.81+ 940.8 = 1228.03 (N)
Momen đầu trục con lăn:
đầ
ụ
=
.
= 1228.03 × 0.1 = 122.803 (
.
)
Đường kính con lăn d = 0.2 m
Momen đầu trục hộp số :
M hộp số =
P đầu ra hộp số = M hộp số * W = 153.5 * 10 = 1530 ( W )
P động cơ dự trữ =
0.96
24
3.2.3 SV022IG5A-4 - Biến tần LS IG5A 3 pha 380V 2.2kW:
25
