Đề tài thiết kế hệ thống phân loại sản phẩm theo chiều cao
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (3.27 MB, 66 trang )
<span class="text_page_counter">Trang 1</span><div class="page_container" data-page="1">
<b>TRƯỜNG CƠ KHÍ - KHOA CƠ ĐIỆN TỬ </b>
<b>ĐỒ ÁN MÔN HỌC </b>
Đề tài: Thiết kế hệ thống phân loại sản phẩm theo chiều cao
<b>Giảng viên hướng dẫn: </b>TS. Nhã Tường Linh
<b>Sinh viên thực hiện: </b>
</div><span class="text_page_counter">Trang 2</span><div class="page_container" data-page="2">1
MỤC LỤC
<b>MỤC LỤC ... 1 </b>
<b>LỜI NÓI ĐẦU ... 2 </b>
<b>CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ HỀ THỐNG PHÂN LOẠI SẢN PHẨM ... 3 </b>
3.1.5. Tình tốn bộ tuyền ngồi ... 27
3.1.6. Tính trục tang chủ, bị động/con lăn ... 36
</div><span class="text_page_counter">Trang 3</span><div class="page_container" data-page="3">2
<b>LỜI NÓI ĐẦU </b>
Xã hội ngày càng phát triển, nhu cầu vật chất và tinh thần của con người ngày càng cao, vì thế bài tốn về cung – cầu đang được các nhà sản xuất tìm cách giải quyết. Tự động hóa trong dây chuyền sản xuất là một phương án tối ưu, nó địi hỏi sự nhanh chóng, chính xác và giảm thiểu được nhân cơng lao động. Q trình sản xuất càng được tự động hóa cao càng nâng cao năng suất sản xuất giảm chi phí tăng tính cạnh tranh cho các doanh nghiệp.
Xét điều kiện cụ thể ở nước ta trong công cuộc cơng nghiệp hóa hiện đại hóa sử dụng ngày càng nhiều thiết bị hiện đại để điều khiển tự động các quá trình sản xuất, gia cơng, chế biến sản phẩm…Điều này dẫn tới việc hình thành các hệ thống sản xuất linh hoạt, cho phép tự động hóa ở mức độ cao đối với sản xuất hàng loạt nhỏ và loạt vừa trên cơ sở sử dụng các máy CNC, robot công nghiệp. Trong đó có một khâu quan trọng ảnh hưởng đến chất lượng hàng hóa bán ra là hệ thống phận loại sản phẩm.
<i><b>Đồ án “ Thiết kế hệ thống phân loại sản phẩm tự động” được nghiên cứu nhằm </b></i>
củng cố kiến thức cho sinh viên, đồng thời giúp cho học sinh sinh viên thấy được mối liên hệ giữa những kiến thức đã học ở trường với những ứng dụng bên ngồi thực tế. Đề tài có nhiều ứng dụng quan trọng trong nhiều lĩnh vực như vận chuyển sản phẩm, đếm sản phẩm và phân loại sản phẩm. Với hệ thống tự động hóa này chúng ta có thể giảm thiểu nhân công đi kèm với giảm chi phí sản xuất.
Với một khối lượng kiến thức tổng hợp lớn, và có nhiều phần em chưa nắm vững,
<i><b>dù đã tham khảo nhiều tài liệu. Khi thực hiện đồ án “THIẾT KẾ HỆ THỐNG CƠ KHÍ”, </b></i>
trong tính tốn khơng thể tránh được những thiếu sót hạn chế. Kính mong được sự chỉ bảo góp ý giúp đỡ của các quý thầy cô và các bạn.
<i><b>Em xin chân thành cảm ơn đặc biệt thầy TS. Nhã Tường Linh đã hướng dẫn tận </b></i>
tình, tạo điều kiện thuận lợi và cho em nhiều kiến thức quý báu cho việc hoàn thành đồ án môn học này.
Em xin chân thành cảm ơn!
<i>Sinh viên thực hiện </i>
</div><span class="text_page_counter">Trang 4</span><div class="page_container" data-page="4">Ngày nay, việc tập trung hóa- tự động hóa cơng tác quản lí, giám sát và điều khiển các hệ thống tự động nhằm năng cao hiệu quả của quá trình sản xuất, tránh rủi ro tiết kiệm được chi phí. Và hạn chế là một hướng tất yếu của quả trình sản xuất nào cũng không thể tránh khỏi, do thời gian cùng với sự phát triển mạnh mẽ của công nghệ như hiện nay. Cùng với sự phát triển vượt bậc của kĩ thuật vi điện tử , kĩ thuật truyền thông và công nghệ phần mềm trong thời gian qua. Và lĩnh vực điều khiển tự động đã ra đời, phát triển càng ngày đa đạng đáp ứng được các yêu cầu trong cuộc sống, đòi hỏi q trình tự động trong các lĩnh vực cơng nghiệp. Chính vì vậy phải lựa chọn q trình điều khiển nào cho phù hợp với yêu cầu thực tế đặt ra cho ngành. Đảm bảo điều kiện cơ sở vật chất cho phép, tiết kiệm chi phí vận hành, nâng cao hiệu quả sản xuất, dễ dàng bảo trì và sửa chữa hệ thống khi có sự cố.
Thực tiễn đó đã đặt ra làm sao để quản lí các nhà máy sản xuất một cách linh hoạt ổn định và phù hợp nhất, tiết kiệm nhất và phải an toàn. Trước thời cơ và thách thức của thời đại, do đó sự nhận biết nắm bắt và vận dụng các thành tựu một cách có hiệu quả nền khoa học kĩ thuật thế giới nói chung và kĩ thuật điều khiển tự động nói riêng. Sự áp dụng kĩ thuật điều khiển tự động đã được ứng dụng rộng rãi ở các nghành sản xuất lớn, doanh nghiệp lớn một cách nhanh chóng bên cạnh đó những doanh nghiệp vừa và nhỏ quy mơ sản xuất thì ngược lại hoàn toàn chưa được áp dụng đặc biệt ở khâu cân sản phẩm và đóng gói bao bì, vẫn cịn sử dụng sức người, chính vì vậy cho năng suất chưa hiệu quả. Trên cơ sở thực tế khách quan, yêu cầu của xã hội của thế giới cũng như trong nước, đề tài này có nhiều tiềm năng nghiên cứu ứng dụng và khai thác một cách khả thi nhất tốt nhất có thể. Việc ứng dụng kĩ thuật điều khiển vào “quá trình phân loại sản
</div><span class="text_page_counter">Trang 5</span><div class="page_container" data-page="5">4 phẩm” là một trong những thành tựu đáng kể làm thay đổi một nền sản xuất cũ mang nhiều hạn chế. Làm thay đổi cục diện của nền công nghiệp mạnh mẽ. Chính vì vậy nó trở thành một vấn đề hứng thú đầy tiềm năng cho chúng em tìm hiểu xây dụng thiết kế cải tiến góp phần vào sự hồn thiện và phát triển sâu, rộng của nó hơn nữa trong đời sống sản xuất của con người.
<b>1.1.2 Khái niệm </b>
Hệ thống phân loại sản phẩm là hệ thống điều khiển tự động hoặc bán tự động nhằm chia sản phẩm ra các nhóm có cùng thuộc tính với nhau để thực hiện đóng gói hay loại bỏ sản phẩm hỏng.
<b>1.1.3 Phân loại và ứng dụng </b>
- Có nhiều cách phân loại hệ thống phân loại sản phẩm.
<i>- Ví dụ : </i>
• Theo màu sắc: màu sắc sẽ được cảm biến màu nhận biết chuyển sang tín hiệu điện rồi qua bộ chuyển đổi ADC về bộ xử lí.
<i><small> Hình 1.1 Hệ thống phân loại theo màu sắc </small></i>
</div><span class="text_page_counter">Trang 6</span><div class="page_container" data-page="6">5 • Theo trọng lượng, hình dáng kích thước bên ngồi.
<i><small>Hình 1.2 Hệ thống phân loại sản phẩm theo kích thước </small></i>
• Theo mã vạch: dựa vào mỗi mã vạch trên từng sản phẩm để phân loại. Mã vạch chứa đứng thông tin của sản phẩm
<i><small> Hình 1.3 Hệ thống phân loại sản phẩm theo mã vạch </small></i>
Ngồi ra cịn nhiều cách phân loại khác tùy vào yêu cầu và sự khác biệt của phôi với nhau.
</div><span class="text_page_counter">Trang 7</span><div class="page_container" data-page="7">6
<b>1.2 Nguyên lí hoạt động </b>
Hệ thống phân loại sản phẩm dựa trên nguyên lý dùng cảm biến để xác định yếu tố mang tính chất phân loại sản phẩm. Chuyển động của bộ băng chuyền đưa sản phẩm của bộ phận tiếp nhận đến bộ phận điều khiển để tiến hành phân loại. Các sản phẩm sau khi phân loại sẽ được chuyển đến thùng hàng để đóng gói. Chu trình này sẽ lặp lại cho đến khi hết sản phẩm.
</div><span class="text_page_counter">Trang 8</span><div class="page_container" data-page="8">7
<b>CHƯƠNG 2 CÁC THÀNH PHẦN CỦA HỆ THỐNG </b>
<b>2.1 Băng tải </b>- Đây là thành phần không thể thiếu của hệ thống phân loại sản phẩm. Nó có nhiệm vụ vận chuyển phơi tới vị trí thao tác, bên dưới có trang bị hệ thống con lăn. Nguồn động lực chính của băng tải chính là đông cơ điện: động cơ một chiều, động cơ 3 pha lồng sóc hay servo… tùy vào yêu cầu hệ thống. Để tạo ra momen đủ lớn cho băng tải cần nối trục động cơ với hộp giảm tốc rồi mới ra tải. Hai đầu băng tải có puli băng tải là vịng kín quấn quanh puli này. Băng tải làm từ vật liệu nhiều lớp, thường là hai có thể là caosu. Lớp dưới là thành phần chịu kéo và tạo hình cho băng tải, lớp trên là lớp phủ. Kết cấu của 1 băng tải như hình vẽ:
<i><small> Hình 2.1 Cấu tạo chung của băng tải </small></i>
1. Bộ phận kéo cùng các yếu tố làm việc trực tiếp mang vật 2. Trạm dẫn động, truyền chuyển động cho bộ phận kéo
3. Bộ phận căng, tạo và giữ lực căng cần thiết cho bộ phận kéo 4. Hệ thống đỡ (con lăn, giá đỡ…) làm phần trượt cho bộ phận kéo - Phân loại băng tải:
<i>Loại băng tải Tải trọng Phạm vi ứng dụng </i>
Băng tải dây đai < 50 kg <sup>Vận chuyển từng chi tiết giữ các nguyên công </sup> hoặc vận chuyển thùng chứa trong gia công cơ
</div><span class="text_page_counter">Trang 9</span><div class="page_container" data-page="9">8 và lắp ráp.
Băng tải lá 25 - 125 kg <sup>Vận chuyển chi tiết trên vệ tinh trong gia công </sup> chuẩn bị phôi và trong lắp ráp
Băng tải thanh đẩy 50 - 250kg <sup>Vận chuyển chi tiết lớn giữa các bộ phận trên </sup> khoảng cách > 50m
Băng tải con lăn 30 - 500kg <sup>Vận chuyển chi tiết trên các vệ tinh giữa các </sup> nguyên công với khoảng cách < 50m
- Các loại băng tải xích, băng tải con lăn có ưu điểm là độ ổn định cao khi vận chuyển. Tuy nhiên chúng địi hỏi kết cấu cơ khí phức tạp, địi hỏi độ chính xác cao, giá
<i>thành khá đắt. </i>
<i>- Băng tải dạng cào: sử dụng để thu dọn phoi vụn. Năng suất của băng tải loại này </i>
có thể đạt 1,5 tấn/h và tốc độ chuyển động là 0,2m/s. Chiều dài của băng tải là không hạn chế trong phạm vi kéo là 10kN.
<i>- Băng tải xoắn vít : có 2 kiểu cấu tạo : </i>
<i>+ Băng tải 1 buồng xoắn: Băng tải 1 buồng xoắn được dùng để thu dọn phoi vụn. </i>
Năng suất băng tải loại này đạt 4 tấn/h với chiều dài 80cm.
<i>+ Băng tải 2 buồng xoắn: có 2 buồng xoắn song song với nhau, 1 có chiều xoắn </i>
phải, 1 có chiều xoắn trái. Chuyển động xoay vào nhau của các buồng xoắn được thực hiện nhờ 1 tốc độ phân phối chuyển động
❖ Giới thiệu băng tải dùng trong đề tài:
Do băng tải dùng trong hệ thống làm nhiệm vụ vận chuyển sản phẩm nên trong đề tài
<i>em đã lựa chọn loại băng tải dây đai với những lý do sau đây: - Tải trọng băng tải không quá lớn. </i>
- Kết cấu cơ khí khơng q phức tạp. - Dễ dàng thiết kế chế tạo.
</div><span class="text_page_counter">Trang 10</span><div class="page_container" data-page="10">9 Tuy nhiên loại băng tải này cũng có 1 vài nhược điểm như: độ chính xác khi vận chuyển không cao, đôi lúc băng tải hoạt động không ổn định do nhiều yếu tố: nhiệt độ môi trường ảnh hưởng tới con lăn, độ ma sát của dây đai giảm qua.
<b>2.2 Bộ truyền xích </b>
- Băng tải là hệ thống vận chuyển liên tục, do đó để thuận lợi cho việc vận chuyển trong quá trình sản xuất người ta thường lắp thêm bộ truyền động cho băng tải,giúp cho quá trình vận chuyển của băng tải trở lên dễ dàng và chính xác.
- Bảng so sánh bộ truyền đai và bộ truyền xích:
Nội dung Bộ truyền đai Bộ truyền xích Ưu điểm - Làm việc êm và
không ồn, tốc độ cao - Giữ được an tồn
cho các chi tiết máy
- Khơng có hiện tượng trượt.
- Có thể cùng mơt lúc truyền chuyển
- Do có sự va đập khi vào khớp nên gây nhiều tiếng ồn lớn khi làm việc, khơng thích hợp với vận tốc cao. - Đòi hỏi chế tạo, lắp ráp chính xác
hơn, u cầu chăm sóc, bảo quản thường xuyên.
- Vận tốc và tỷ số truyền tức thời khơng ổn định.
- Dễ mịn khớp bản lề.
</div><span class="text_page_counter">Trang 11</span><div class="page_container" data-page="11">10 Phạm vi
sử dụng
- Do thích hợp với vận tốc cao nên thường lắp ở đầu vào của lắp ở đầu ra của hộp giảm tốc, thích hợp truyền động với khoảng cách trục trung bình, u cầu làm việc khơng có trượt.
- Bộ truyền động xích là bộ truyền động quan trọng nhất để truyền điện. Đó là một hệ thống truyền động tích cực trái ngược với hệ thống tự lái. Tỷ số vận tốc của bộ truyền động xích, tức là tỷ số giữa vận tốc góc của bánh xích dẫn động, khơng đổi mà không bị trượt và không bị rão.
<i><small> Hình 2.2 Bộ truyền xích </small></i>
</div><span class="text_page_counter">Trang 12</span><div class="page_container" data-page="12">11
<b>2.3 Xylanh khí nén </b>
- Trong đồ án này em chọn xy lanh khí nèn vì nó có ưu điểm: • Giá thành rẻ
• Lực kẹp đủ lớn, có thể kiểm tra điều chỉnh dễ dàng trong quá trình làm việc • Sử dụng đơn giản, dễ mua đối với sinh viên
- Xi lanh khí nén là dạng cơ cấu vận hành có chức năng biến đổi năng lượng tích lũy trong khí nén thành động năng cung cấp cho các chuyển động.
- Để thực hiện chức năng của mình, xy lanh khí nén truyền một lực lượng bằng cách chuyển năng lượng tiềm năng của khí nén vào động năng. Điều này đạt được bởi khí nén có khả năng nở rộng, khơng có đầu vào năng lượng bên ngồi, mà chính nó xảy ra do áp lực được thiết lập bởi khí nén đang ở áp suất lớn hơn áp suất khí quyển.
<i><small> Hình 2.3 Xylanh khí nén </small></i>
<b>2.4 Cảm biến </b>
- Đây chính là hệ thống thu nhận thơng tin từ phơi cho bộ điều khiển. Các loại cảm biến thường được sử dụng là cảm biến màu, cảm biến quang, cảm biến tiệm cận. Cảm biến thực hiện chức năng biến đổi các đại lượng không điện (các đại lượng vật lí, hóa học…) thành các đại lượng điện. Ví dụ áp suất nhiệt đơ lưu lượng vận tốc…thành tín hiệu điện (mV, mA…)
</div><span class="text_page_counter">Trang 13</span><div class="page_container" data-page="13">12 - Trên thị trường có rất nhiều loại cảm biến khác nhau nhưng trong đồ án này em dùng cảm biến quang để phân loại sản phẩm. Sản phẩm chạy trên băng truyền, kích hoạt cảm biến quang thứ nhất được phân loại là vật cao, kích hoạt cảm biến quang thứ hai là vật được phân loại là vật trung bình, cịn sản phẩm khơng kích hoạt cảm biến nào thì là vật thấp. Cảm biến quang sử dụng ánh sáng hồng ngoại khơng nhìn thấy bằng mắt thường. Nó gồm một nguồn phát quang và một bộ thu quang. Nguồn quang sử dụng LED hoặc LASER phát ra ánh sáng thấy hoặc không thấy tùy theo bước sóng. Ở đồ án này ta sử dụng nguồn LASER. Một bộ thu quang sử dụng diode hoặc transitor quang. Ta đặt bộ thu và phát sao cho vật cần nhận biết có thể che chắn hoặc phản xạ ánh sáng khi vật xuất hiện. Ánh sáng do LASER phát ra tác động đến transitor thu quang. Nếu có vật che chắn thì chùm tia sẽ khơng tác động đến bộ thu được. Sóng dao động dùng để bộ thu loại bỏ ảnh hưởng của ánh sáng trong phòng. Lựa chọn điện áp cấp cho cảm biến phải phù hợp với điện áp của mạch điều khiển. Do cảm biến kết nối với mạch điều khiển nên điện áp của cảm biến là 24 VDC.
<i><small> Hình 2.4 Một số loại cảm biến quang </small></i>
</div><span class="text_page_counter">Trang 14</span><div class="page_container" data-page="14">13
<b>2.5 Động cơ </b>
- Một số loại động cơ: • Động cơ điện một chiều. • Động cơ điện xoay chiều • Động cơ bước
• Động cơ servo
Trong phạm vi đồ án này em chọn động cơ điện một chiều vì kết cấu đơn giản, giá thành rẻ và dễ bảo quản
<b>a, Khái niệm động cơ 1 chiều </b>
- Động cơ điện nói chung và động cơ điện một chiều nói riêng là thiết điện từ quay, làm việc theo nguyên lý điện từ, khi đặt vào trong từ trường một dây dẫn và cho dòng điện chạy qua dây dẫn làm cuộn dây chuyển động. Động cơ điện biến đổi điện năng thành cơ năng.
- Động cơ điện 1 chiều DC là một loại động cơ điều khiển bằng dịng điện có hướng được xác định.
<b>b, Nguyên lý làm việc </b>
Stator của động cơ điện 1 chiều thường là 1 hay nhiều cặp nam châm vĩnh cửu, hay nam châm điện, rotor có các cuộn dây quấn và được nối với nguồn điện một chiều,1 phần quan trọng khác của động cơ điện 1 chiều là bộ phận chỉnh lưu, nó có nhiệm vụlà đổi chiều dòng điện trong khi chuyển động quay của rotor là liên tục. Thông thường bộ phận này gồm có một bộ cổ góp và một bộ chổi than tiếp xúc với cổ góp.
Pha 1: Từ trường của rotor cùng cực với stator, sẽ đẩy nhau tạo ra chuyển động quay của rotor
</div><span class="text_page_counter">Trang 15</span><div class="page_container" data-page="15">14 Nếu trục của một động cơ điện một chiều được kéo bằng 1 lực ngoài, động cơ sẽ hoạt động như một máy phát điện một chiều, và tạo ra một sức điện động cảm ứng Electromotive force (EMF). Khi vận hành bình thường, rotor khi quay sẽ phát ra một điện áp gọi là sức phản điện động counter-EMF (CEMF) hoặc sức điện động đối kháng, vì nó đối kháng lại điện áp bên ngoài đặt vào động cơ. Sức điện động này tương tự như sức điện động phát ra khi động cơ được sử dụng như một máy phát điện (như lúc ta nối một điện trở tải vào đầu ra của động cơ, và kéo trục động cơ bằng một ngẫu lực bên ngoài). Như vậy điện áp đặt trên động cơ bao gồm 2 thành phần: sức phản điện động, và điện áp giáng tạo ra do điện trở nội của các cuộn dây phần ứng. Dòng điện chạy qua động cơ được tính theo biều thức sau:
Công suất cơ mà động cơ đưa ra được, được tính bằng:
Phương trình cơ bản của động cơ 1 chiều: Pha 2: Rotor tiếp tục quay
Pha 3: Bộ phận chỉnh điện sẽ đổi cực sao cho từ trường giữa stator và rotor cùng dấu, trở lại pha 1
</div><span class="text_page_counter">Trang 17</span><div class="page_container" data-page="17">+ Khối lượng phôi: Qmin = 7kg; Qmax = 9,7kg + Năng suất làm việc: N =25 sp/ph
+ Nguồn lực dẫn động băng tải: động cơ điện
<i><small>Hình 3.1. Kích thước, khoảng cách giữa các sản phẩm. </small></i>
</div><span class="text_page_counter">Trang 18</span><div class="page_container" data-page="18">17
<b>3.1.1 Tính các thơng số hình, động học băng tải </b>
<i><small>Hình 3.2. Kích thước băng tải. </small></i>
-
Tính chiều dài L, chiều rộng W của băng tải:<small>▪ </small> x: Khoảng cách giữa 2 mép gần nhau nhất của 2 sản phẩm (chọn x = 300mm) Suy ra: L ≥ 1900mm (chọn sơ bộ L = 2000mm)
</div><span class="text_page_counter">Trang 19</span><div class="page_container" data-page="19"><small>𝐯</small> là thời gian chênh lệch giữa 2 sản phẩm liên tiếp
<b>Suy ra: v sơ bộ = 253,34mm/s + Kết cấu khung sườn: </b>
▪ Các thanh nhơm định hình đều được thiết kế với kiểu dáng đặc thù để khi lắp ghép lại sẽ tạo thành một bộ khung sườn vững chắc.
▪ Khả năng cách nhiệt tốt, chịu được môi trường khắc nghiệt.
▪ Chắc, bền giúp cho khung sườn của băng tải kiên cố và chịu được trọng tải lớn. ▪ Nhơm định hình có trọng lượng riêng nhẹ hơn so với hầu hết các kim loại khác.
Nên dễ vận chuyển và lắp ghép nhanh chóng. ▪ Chi phí sử dụng thấp.
<b>+ Chọn dây băng tải: </b>
Băng tải PVC đen
<i><small>Hình 3.3. Băng tải PVC </small></i>
</div><span class="text_page_counter">Trang 20</span><div class="page_container" data-page="20">19
<i><small>Hình 3.4. Bảng thơng số băng tải </small></i>
Chọn loại băng tải PVC vì:
▪ Băng tải PVC đen.
▪ Số sản phẩm trên băng tải trong 1 đơn vị thời gian: n = 4 (s) ▪ Vận tốc băng tải: v = 253,34 (mm/s)
▪ Khối lượng phôi lớn nhất: 4 . 9,7 = 38,8 (kg) ▪ Khối lượng phôi nhỏ nhất: 4 . 7 = 28 (kg) ▪ Chiều dài băng tải: L = 2000 (mm)
▪ Chiều rộng băng tải: W = 350 (mm) ▪ Đường kính rulo: H = 60 (mm) ▪ Độ dày băng tải: h = 3 (mm) ▪ Trọng lực: 9,8 N/s<small>2</small>.
▪ Trọng lượng: 3,3 kg/m<small>2</small>.
</div><span class="text_page_counter">Trang 21</span><div class="page_container" data-page="21">20 - Theo yêu cầu kỹ thuật, sản phẩm là những khối trụ có trọng lượng 7 – 9,7 kg nên lựa chọn phương án sử dụng băng tải dây đai cao su và khung sườn nhôm định hình. Đai PVC có khả năng vận chuyển êm, truyền động nhanh, ổn định, do phôi có trọng lượng vừa phải nên dùng đai PVC có khả năng ma sát tốt, làm việc chính xác. Khi khơng u cầu góc nghiêng lớn và khơng yêu cầu di chuyển theo đường cong thì đai tải PVC hồn tồn có thể đáp ứng tốt u cầu làm việc.
<b>3.1.2 Tính lực kéo căng </b>
- Phân tích lực tác dụng trên băng tải + Lực căng băng ban đầu.
+ Lực ma sát giữa dây băng và bề mặt tấm đỡ, con lăn… do khối lượng phơi và dây băng
<i><small>Hình 3.5. Sơ đồ lực hệ thống băng tải </small></i>
Trong hệ thống băng tải, dây băng được uốn vòng qua các puly dẫn động, bị động; phần giữa 2 puly này băng được dẫn hướng và đỡ bởi các các con lăn và tấm trượt tùy thuộc vào kết cấu và loại dây. Lực cản chuyển động băng khác nhau tại mỗi đoạn đặc trưng, trên mỗi đoạn này có cùng tính chất lực cản. Lực căng dây tại mỗi điểm đặc trưng (i) sẽ bằng lực căng tại điểm ngay trước nó (i-1) cộng với lực cản chuyển động của dây trên đoạn từ (i-1) đến i.
<i>S<small>i</small> = S<small>i-1</small> + W<small>i-1/i </small></i>
<i> Trên sơ đồ lực như Hình 3.2 ta có lực căng băng tại các điểm đặc trưng S<small>i</small></i> (i = 0-3),
<i>với S<small>0</small></i> là lực căng tại nhánh nhả ở tang dẫn.
</div><span class="text_page_counter">Trang 22</span><div class="page_container" data-page="22">21 - Các lực cản chuyển động của băng:
W<small>0/1</small>: Lực cản trên đoạn nằm ngang từ điểm 0 đến 1.
▪ q<small>0</small>: là trọng lượng 1 m dài băng ▪ L: là chiều dài băng = 2000mm
▪ w: là hệ số cản riêng của hệ thống đỡ dây; được xác định bằng thực
▪ Q<small>t</small>: là tổng trọng lượng tải max đặt trên băng Lực kéo băng là lực được truyền từ tang dẫn sang băng:
F = S<small>3</small> - S<small>0</small> = ΣW<i><small>i-1/i </small></i>= 7,72 + 0,06S1 + 121,91 = 129,63 + 0,06S1 (N)
<i>Như vậy để xác định được lực kéo F ta cần biết giá trị của S<small>0</small>. Lực S<small>0</small></i> có thể xác định từ điều kiện đủ lực ma sát để truyền lực ở tang dẫn động:
S<small>3</small> ≤ S<small>0</small>.e<sup>fα </sup>
</div><span class="text_page_counter">Trang 23</span><div class="page_container" data-page="23">- f: hệ số ma sát giữa băng tải và tang. Chọn f = 0,3 : góc ôm giữa băng tải và tang: = (rad)
<b>3.1.3. Tính kiểm nghiệm độ bền dây băng </b>
Với dây đai PVC dày 3mm thì:
- Ứng suất lớn nhất cho phép của băng σ
<sub>a</sub>= 800 (N/cm
<sup>2</sup>) - Khối lượng băng tải m
<sub>bt</sub>= 3.3 (kg/m
<sup>2</sup>)
Với lực kéo băng tải F đã tính được ở phần trên thì ta có:
</div><span class="text_page_counter">Trang 24</span><div class="page_container" data-page="24">23
<b>3.1.4. Tính chọn động cơ </b>
Để chọn được động cơ, chúng ta cần biết hai thông tin:
-
Công suất cần thiết trên trục động cơ P<small>ct</small>-
Số vịng quay sơ bộ trên trục động cơ n<small>sb</small>Hai thơng tin này được tính tốn từ dữ liệu đầu vào. Cụ thể là từ vận tốc v của băng tải và lực kéo của băng tải F (Hình 3.3).
<i><small>Hình 3.6. Hệ dẫn động băng tải. </small></i>
+ Cơng suất cần thiết trên trục động cơ P<small>ct</small> được xác định theo công thức sau: P<sub>ct</sub> =<sup>P</sup><sup>lv</sup>
Ở đây P<small>lv </small>và η lần lượt là cơng suất làm việc (tính trên trục công tác) và hiệu suất của cả bộ truyền (bao gồm hiệu suất của ổ lăn, hiệu suất của bộ truyền bánh răng, bộ truyền trục vít-bánh vít, bộ truyền đai, bộ truyền xích ….)
<small>Bộ truyền xích (Bộ truyền ngồi)</small>
<small>Hộp giảm tốc (Bộ truyền trong)Động cơ</small>
<i><small>VF</small></i>
</div><span class="text_page_counter">Trang 25</span><div class="page_container" data-page="25">• Bộ truyền bánh răng trụ trong hộp giảm tốc ŋ<sub>br</sub> = 0,97 ( Để kín )
+ Số vòng quay sơ bộ n<small>sb</small> trên trục động cơ được tính từ số vịng quay trên trục cơng tác (trục làm việc) n<small>lv</small> của băng tải (hoặc xích tải). Số vịng quay sơ bộ được xác định bởi
</div><span class="text_page_counter">Trang 26</span><div class="page_container" data-page="26">-
Cho hệ thống băng tải với D là đường kích tang quay+ Số vòng quay sơ bộ n<small>sb</small> trên trục động cơ được tính từ số vịng quay trên trục cơng tác (trục làm việc) n<small>lv</small> của băng tải (hoặc xích tải). Số vòng quay sơ bộ được xác định bởi công thức:
n<sub>sb</sub> = n<sub>lv</sub>. u<sub>c</sub> Trong đó:
n<sub>lv</sub> = 80,53 (v/ph)
u<sub>c</sub>: là tỉ số truyền chung của bộ truyền.
- Với các yêu cầu trên, ta chọn động cơ SPG 40W S9I40GXH-12CE và hộp giảm tốc hộp giảm tốc S9KB7.5BH SPG
<i><small>Hình 3.8. Động cơ SPG 40W S9I40GXH-12CE và hộp giảm tốc S9KB7,5BH </small></i>
</div><span class="text_page_counter">Trang 27</span><div class="page_container" data-page="27">-
Ta có số vòng quay động cơ là 1200v/ph, qua hộp giảm tốc thì tốc độ cịn lại là n<small>đc</small> = 160v/ph. Số vịng quay lơ chủ động (tang chủ động) là 80,53v/ph. </div><span class="text_page_counter">Trang 28</span><div class="page_container" data-page="28"><b>3.1.4. Tính tốn bộ truyền ngoài </b>
Để đơn giản, hộp giảm tốc thường tích hợp cùng động cơ, do đó bộ truyền ngồi nên chỉ dùng bộ truyền xích, khơng nên dùng bộ truyền đai.
❖ Chọn số răng đĩa xích:
-
Bộ truyền ngồi sử dụng bộ truyền xích. ▪ Cơng suất truyền P<sub>1</sub> = 39,62W▪ Số vòng quay đĩa xích chủ động n<sub>1</sub> = 160 (v/ph) ▪ Tỷ số truyền u<sub>x</sub> = 1,99
▪ Góc nghiêng β = 30<small>o</small>
-
Chọn loại xích: Xích ống – con lăn. </div><span class="text_page_counter">Trang 30</span><div class="page_container" data-page="30">• k<small>0</small> – hệ số ảnh hưởng của vị trí bộ truyền. Với 𝛽 = 30°, ta được k<small>0 </small>= 1
• k<small>a </small>– hệ số ảnh hưởng của khoảng cách trục và chiều dài xích. Chọn 𝑎 = (30 ÷ 50)𝑝 ⇒ k<small>a</small> = 1 • k<small>đc</small> - Hệ số ảnh hưởng của việc điều chỉnh lực căng xích: k<small>đc</small> = 1,1
• k<small>bt</small> – Hệ số ảnh hưởng của bơi trơn (điều kiện có bụi, bơi trơn khơng đủ): k<small>bt</small> = 1,8 • k<small>đ</small> – Hệ số tải trọng động: k<small>đ</small> = 1,2
• k<small>c </small>– Hệ số kể đến chế độ làm việc của bộ truyền. Với số ca làm việc là 2, k<small>c </small>= 1,25<small> </small>
k = k<sub>0</sub>k<sub>a</sub>k<sub>dc</sub>k<sub>bt</sub>k<sub>d</sub>k<sub>c</sub> = 1 . 1 . 1,1 . 1,8 . 1,2 . 1,25 = 2,97
P<sub>t</sub> = P<sub>1</sub>. k. k<sub>z</sub>. k<sub>n</sub> = 39,62 . 2,97 . 0,93 . 1,25 = 136,79(𝑊)= 0,137 (kW)
</div><span class="text_page_counter">Trang 31</span><div class="page_container" data-page="31">30
<i><small>Hình 3.12. Bảng cơng suất cho phép của xích con lăn </small></i>
Tra bảng với điều kiện P<sub>t</sub> ≤ [P], ta chọn được bộ truyền xích:
</div><span class="text_page_counter">Trang 32</span><div class="page_container" data-page="32">o Tra bảng với loại xích ống – con lăn, bước xích t = 12,7mm
⇒ Số lần va đập cho phép của xích là: [i] = 60
</div>
