luận văn tổng quang về cơ khí tự động hóa full five bản vẽ

Luận văn tốt nghiệp GVHD : Th.S Trần Vũ An
Luận văn tốt nghiệp GVHD : Th.S Trần Vũ An
Chương 1: TỔNG QUAN VỀ CƠ KHÍ TỰ ĐỘNG HOÁ
1.1.Đặt vấn đề.
Trên thực tế ở mọi ngành sản xuất công nghiệp, mục tiêu năng suất lao động
được giải quyết bằng con đường gia tăng mức độ tự động hoá các quá trình và thiết
bò sản xuất. Việc tự động hoá có thể nhằm mục đích tăng sản lượng hoặc cải thiện
chất lượng và độ chính xác sản phẩm.
Tự động hoá sản xuất nhằm thay thế một phần hoặc toàn bộ các thao tác vật lý
của công nhân vận hành máy hoặc thiết bò thông qua hệ thống điều khiển. Những
hệ thống này có thể điều khiển quá trình sản xuất với độ tin cậy cao, ổn đònh mà
không cần hoặc cần ít sự can thiệp của con người. Điều này đòi hỏi hệ thống điều
khiển phải có khả năng khởi động, kiểm soát hoặc dừng quá trình theo yêu cầu
giám sát, hoặc đo đếm các giá trò các biến đã được xác đònh của quá trình nhằm đạt
kết quả mong muốn .
1.1.1.Tình hình phát triển ngành cơ khí tự động hoá trên thế giới
Ngành cơ khí tự động hoá trên thế giới đã phát triển nhanh chóng, đặc biệt là
khi có sự phát triển mạnh mẽ của các ngành kỹ thuật điện tử và máy tính. Ở các
nước công nghiệp phát triển như Mỹ, Nhật , Pháp ,Anh … việc ứng dụng tự động hoá
đã trở nên phổ biến trong các ngành sản xuất công nghiệp.
Những ứng dụng tự động hoá đã được ứng dụng không chỉ trong các ngành
sản xuất thông thông thường mà nó đã mang lại những thành tựu to lớn trong các
ngành sản xuất công nghệ cao như ngành sản xuất ô tô, máy bay và xa hơn là những
công trình nghiên cứu vũ trụ… Trong những lónh vực này yêu cầu về độ chính xác,
chất lượng sản phẩm là rất cao. Ngoài ra việc ứng dụng tự động hoá gần như là giải
pháp duy nhất khi thực hiện những nghiên cứu ở những nơi mà con người không thể
tiếp cận như việc nghiên cứu ở các đáy đại dương, các hành tinh xa xôi, hay những
nơi có các chất độc nguy hiểm gây hại đến sức khoẻ con người (chất phóng xạ ).
Trong công nghiệp khai thác than , dầu khí … đã được các nước công nghiệp phát
1
Luận văn tốt nghiệp GVHD : Th.S Trần Vũ An

Luận văn tốt nghiệp GVHD : Th.S Trần Vũ An
triển sử dụng các giải pháp cơ khí tự động hoá nhằm tăng năng suất cũng như an
toàn cho người lao động.
1.1.2. Tình hình phát triển của ngành cơ khí tự động hoá ở Việt Nam :
Ở nước ta ngành cơ khí nói chung và ngành cơ khí tự động hoá nói riêng đang
còn ở trình độ thấp. Việc sử dụng lao động phổ thông vẫn còn phổ biến ở nhiều
ngành sản xuất. Tuy nhiên trong những năm gần đây cùng với xu thế hội nhập của
nền kinh tế khu vực và thế giới, việc ứng dụng các giải pháp tự động hoá nhằm tạo
ra các sản phẩm có sức cạnh tranh đã được các bộ, ngành và các nhà sản xuất quan
tâm. Nhận thức được ý nghóa của việc áp dụng tự động hoá đã được nâng cao trong
các nhà sản xuất, chính vì thế mà một số các nhà máy như nhà máy sản xuất sữa,
nhà máy bia Sài Gòn, các nhà máy đóng tàu… đã trang bò cho mình các giải pháp tự
động hóa. Ngoài việc giúp tăng năng suất, độ chính xác nó còn có ý nghóa trong
việc đảm bảo vệ sinh trong các ngành thực phẩm, hoá chất…Trong lónh vực nghiên
cứu, đã có nhiều tổ chức, trung tâm, viện nghiên cứu về tự động hoá. Các chương
trình khuyến khích niềm đam mê sáng tạo trong lónh vực này cũng đã ra đời, đặc
biệt là giải thưởng VIFOTEC dành cho những công trình nghiên cứu cơ khí tự động
hoá có khả năng ứng dụng cao trong sản xuất, đã chứng tỏ ngành cơ khí tự động hoá
đã và đang được quan tâm ở nước ta .
1.2 Giới thiệu về hệ thống chiết chất lỏng và nhiệm vụ của đề tài.
1.2.1. Hệ thống chiết chất lỏng .
Các sản phẩm dưới dạng lỏng sau khi được sản xuất, chế biến cần phải được
chứa trong những bình chứa có dung tích nhất đònh. Trong các ngành như ngành
dược, ngành sản xuất thực phẩm dưới dạng lỏng, ngành khai thác và chế biến dầu
khí thì việc ứng dụng chiết tự động là rất cần thiết, đảm bảo độ chính xác về thể
tích, giữ vệ sinh cho sản phẩm, tăng năng suất . Có nhiều loại hình dáng bình chứa:
2
Luận văn tốt nghiệp GVHD : Th.S Trần Vũ An
Luận văn tốt nghiệp GVHD : Th.S Trần Vũ An
Hình 1.1. Hình dáng một số loại chai.

Tuỳ theo năng suất yêu cầu cũng như đặc tính của loại chất lỏng cần chiết ta
có các thiết bò chiết khác nhau.

Hình 1.2. Máy chiết bán tự động
Khi cần chiết với năng suất cao thì các máy chiết tự động có thể có 2, 3, 6, 8
vòi chiết đồng thời và sử dụng thiết bò vận chuyển chai là băng tải, hoặc nếu kích
thước thùng chứa lớn có thể dùng hệ thống các con lăn để vận chuyển.
Hình 1.3. Hệ thống chiết 2 vòi phun
3
Luận văn tốt nghiệp GVHD : Th.S Trần Vũ An
Luận văn tốt nghiệp GVHD : Th.S Trần Vũ An
Hình 1.4. Hệ thống chiết 4 vòi phun

1.2.2 Nhiệm vụ của đề tài:
Trong phạm vi luận văn tốt nghiệp của mình, em thực hiện thiết kế hệ thống
chiết nhớt tự động.
Yêu cầu kỹ thuật của hệ thống chiết nhớt tự động:
- Năng suất : 1000 chai/ giờ.
- Dung tích bình chứa 1 lít.
- Đảm bảo khi chiết không bắn tung toé nhớt ra phạm vi xung quanh.
- Sử dụng 6 vòi chiết.
- Các chi tiết máy bảo đảm độ bền khi tiếp xúc với nhớt.
- Trong quá trình chiết chai được cấp tự động đến các vòi chiết bằng băng tải.

Hình 1.5. Hình dáng chai.
4
Luận văn tốt nghiệp GVHD : Th.S Trần Vũ An
Luận văn tốt nghiệp GVHD : Th.S Trần Vũ An
Chương 2: QUY TRÌNH HỆ THỐNG CHIẾT NHỚT ĐỘNG
2.1. Phân tích quy trình của hệ thống.

Từ yêu cầu kỹ thuật của hệ thống chiết, qua phân tích hệ thống chiết phải
gồm có các bộ phận sau:
 Cụm vận chuyển chai.
 Cụm đònh lượng nhớt (1 lít).
 Cụm chiết nhớt .
 Cụm cấp nắp vào miệng chai (sau khi đã được chiết ).
 Cụm đóng nắp.
Ngoài ra hệ thống cần phải có bộ phận điều khiển, các công tắc hành trình, cảm
biến đếm chai…
2.2 Quy trình thiết bò của hệ thống.
HỆ THỐNG
BĂNG TẢI
CỤM CHIẾT CỤM CẤP NẮP CỤM ĐÓNG NẮP
CỤM ĐỊNH
LƯNG
Hình 2.1. Quy trình thiết bò của hệ thống
2.3 Sơ bộ nguyên lý hoạt động của hệ thống chiết
5
Luận văn tốt nghiệp GVHD : Th.S Trần Vũ An
Luận văn tốt nghiệp GVHD : Th.S Trần Vũ An
Cảm biến đếm chai
Hệ thống băng tải
Xy lanh 1
Xy lanh 2
Hình 2.2. Sơ đồ hoạt động của hệ thống
Sau khi khởi động, chai được cấp lên băng tải, băng tải chuyển động vận
chuyển chai đến cụm chiết, khi cảm biến đếm đầu tiên phát hiện chai xy lanh khí
nén thứ 2 sẽ đẩy tấm chặn chai làm chai dừng lại. Trong lúc đó các chai phía sau
vẫn tiếp tục chuyển động trên băng tải (băng tải chuyển động liên tục ), khi cảm
biến đếm đủ 6 chai, xy lanh thứ nhất sẽ đẩy tấm chặn chai còn lại nhằm cố đònh vò

trí của 6 chai, các chai phía sau sẽ chuyển động trượt trên băng tải, sau đó cơ cấu
đònh vò cổ chai được tác động, đồng thời với quá trình này thì tại cụm đònh lượng,
dầu đã được chảy xuống xy lanh đònh lượng, khi dầu đã được đònh lượng xong, piston
trong xy lanh đònh lượng sẽ chuyển động đi lên, đẩy dầu từ xy lanh đònh lượng sang
cụm chiết, thông qua van phân phối và vòi phun bên cụm chiết, dầu chảy vào chai.
Khi chiết xong, xy lanh thứ 2 lui lại để các chai tiếp tục chuyển động tới cụm cấp
nắp, khi đi qua cụm cấp nắp chai sẽ được chuyển sang cụm đóng nắp và sau đó sẽ
đến bộ phận khác (kiểm tra, đóng gói ).
2.4 Phân tích và lựa chọn phương án cho các cụm.
2.4.1 Cơ cấu vận chuyển chai.
Hiện nay có rất nhiều các thiết bò vận chuyển liên tục ( băng tải, gầu tải, xích
tải…) với nhiều kích thước khác nhau, chế tạo bởi các loại vật liệu khác nhau, phù
hợp cho các dạng vận chuyển vật liệu rời, vật liệu nóng, các sản phẩm đơn chiếc,
các thùng sản phẩm… trong đề tài cần vận chuyển chai nên sử dụng băng tải là phù
hợp.
a. Phương án truyền động 1.
6
Luận văn tốt nghiệp GVHD : Th.S Trần Vũ An
Luận văn tốt nghiệp GVHD : Th.S Trần Vũ An
3
2 1
4
5
7
6
Hình 2.3. Sơ đồ truyền động
1.Động cơ, 2. Khớp nối, 3.Bộ truyền đai, 4.Hộp giảm tốc, 5. Con lăn
trục dẫn động, 6. Băng tải, 7. Con lăn trục bò động.
Ưu điểm : Làm việc êm, hộp giảm tốc dễ chế tạo chính xác , có khả năng giữ
được an toàn khi quá tải nhờ khả năng trượt của đai.

Nhược điểm : Kích thước bộ truyền lớn, hiệu suất thấp.
b. Phương án truyền động 2.
6
5
7
4
3
2 1
Hình 2.3. Sơ đồ truyền động 2.
1.Động cơ, 2. Khớp nối, 3.Bộ truyền xích, 4.Hộp giảm tốc, 5. Con lăn
trục dẫn động, 6. Băng tải, 7. Con lăn trục bò động.
Ưu điểm : Hiệu suất cao, hộp giảm tốc 2 cấp nên dễ chế tạo chính xác hơn.
7
Luận văn tốt nghiệp GVHD : Th.S Trần Vũ An
Luận văn tốt nghiệp GVHD : Th.S Trần Vũ An
Nhược điểm : Gây ra tiếng ồn, kích thước bộ truyền lớn.
c. Phương án 3.
4
3
5
2
1
Hình 2.4. Sơ đồ truyền động 3
1.Động cơ, 2.Hộp giảm tốc, 3. Con lăn trục dẫn động, 4. Băng tải, 5.
Con lăn trục bò động.
Ưu điểm : Ưu điểm lớn nhất của phương án này là bộ truyền gọn.
Nhược điểm : Chế tạo khó khăn.
Tuy nhiên hiện nay trên thò trường có rất nhiều loại động cơ mà trong đó đã
chế tạo sẵn hộp giảm tốc, chính vì thế việc sử dụng rất tiện lợi, ta không cần chế tạo
hộp giảm tốc riêng, hay sử dụng các bộ truyền khác để nhằm giảm tốc độ trục ra

của động cơ. Yêu cầu của hệ thống chiết là đảm bảo được năng suất, nhưng không
cần thiết phải có một giá trò vận tốc băng tải thật chính xác mà tốc độ băng tải có
thể nằm trong một phạm vi cho phép, chính vì thế ta có thể dễ dàng trong việc lựa
chọn động cơ trên thò trường . Từ những phân tích trên em quyết đònh chọn phương
án 3, tức là sử dụng động cơ đã có hộp giảm tốc .
2.4.2 Cụm chiết dầu.
Yêu cầu đặt ra :
 Hệ thống có thể thay đổi vò trí các kết cấu cho phù hợp với một số loại bình
chứa.
 Không để dầu bắn tung toé trong cũng như sau khi chiết.
Từ những yêu cầu trên em nhận thấy cần giải quyết các vấn đề sau khi thiết kế:
8
Luận văn tốt nghiệp GVHD : Th.S Trần Vũ An
Luận văn tốt nghiệp GVHD : Th.S Trần Vũ An
- Khoảng cách giữa các vòi phun có thể thay đổi tuỳ theo kích thước
chai cũng như đường kính cổ chai. Thuận lợi trong việc điều chỉnh các
vò trí khi lắp ráp.
- Khoảng cách từ miệng chai đến vòi phun có thể thay đổi cho phù hợp
với chiều cao từng loại chai.
- Có cơ cấu điều chỉnh để điều chỉnh dễ dàng tâm vòi phun và tâm
miệng chai khi có sự thay đổi kích thước miệng chai.
- Có cơ cấu đònh vò cổ chai để đảm bảo sự đồng tâm giữa tâm chai và
tâm vòi phun, trước khi quá trình phun được tiến hành.
- Có máng hứng dầu để hứng những giọt dầu từ vòi phun sau mỗi lần
phun.
Từ những phân tích trên các giải pháp thiết kế đã được đưa ra:
2.4.2.1 Các phương án thiết kế vòi phun.
 Phương án 1. Vòi phun ngắn.
Hình 2.5. Vòi phun ngắn
Phạm vi sử dụng: phù hợp khi chiết các loại chất lỏng như : Nước uống, sữa,

dầu ăn (edible oil), mực (ink), hoá chất, mật ong
 Phương án 2. Vòi phun dài.
Phạm vi sử dụng: phù hợp với các dạng chất lỏng có bọt, vòi phun được điều
chỉnh xuống, lên trong quá trình phun .
9
Luận văn tốt nghiệp GVHD : Th.S Trần Vũ An
Luận văn tốt nghiệp GVHD : Th.S Trần Vũ An
Hình 2.6. Vòi phun dài.
Qua phân tích các phương án, phương án thiết kế vòi phun thứ nhất được lựa chọn.
2.4.2.2 Các phương án thay đổi khoảng cách từ vòi phun đến miệng chai.
 Phương án 1.
4
3
2
1
5
Hình 2.7. Di chuyển bằng xy lanh khí nén.
1. thanh đỡ van phân phối và vòi phun, 2. van phân phối, 3. vòi phun, 4.
khung đỡ các kết cấu cụm chiết, 5. xi lanh khí nén.
10
Luận văn tốt nghiệp GVHD : Th.S Trần Vũ An
Luận văn tốt nghiệp GVHD : Th.S Trần Vũ An
Nguyên lý hoạt động : khi cần thay đổi khoảng cách từ vòi phun đến miệng
chai, 2 xilanh khí nén sẽ được tác động để đưa toàn bộ khung di chuyển lên hoặc
xuống đến khoảng cách phù hợp.
Phương án này thuận lợi khi điều chỉnh vì chỉ cần đóng mở van khí nén, tuy
nhiên kết cấu không cứng vững, cồng kềnh, chi phí cao.
 Phương án 2.
Nguyên lý hoạt động: khi cần di chuyển vòi phun lên hoặc xuống, ta xoay
trục vít theo chiều tương ứng ( do đai ốc được dữ cố đònh nên trục vít sẽ phải di

chuyển ).Phương án này chí phí thấp hơn so với phương án 1, độ cứng vững cao, kết
cấu gọn hơn.
Từ hai phương án trên có thể thấy phương án 2 phù hợp hơn nên phương án 2
được lựa chọn.
4
3
2
1
5
6 7
Hình 2.8. Di chuyển bằng trục vít.
1. thanh đỡ van phân phối và vòi phun, 2. van phân phối, 3. vòi phun, 4.
khung đỡ các kết cấu cụm chiết, 5. đai ốc, 6. Trục vít, 7. Giá đỡ.
2.4.2.3 . Các phương án di chuyển cơ cấu đònh vò cổ chai và máng hứng dầu.
 Phương án 1.
11
Luận văn tốt nghiệp GVHD : Th.S Trần Vũ An
Luận văn tốt nghiệp GVHD : Th.S Trần Vũ An
123
4 5
6
7
8
Hình 2.9. Cơ cấu di chuyển dùng bánh răng-thanh răng.
1.xy lanh khí nén, 2. khung đỡ xy lanh, 3. bánh răng, 4. thanh răng,
5.trục vít , 6. khối V đònh vò cổ chai, 7. khung đỡ khối V,
8. máng hứng dầu.
Hoạt động : Khi chưa chiết máng hứng dầu có nhiệm vụ hứng những giọt
nhớt từ các vòi phun. Khi các chai đã ở vò trí chuẩn bò chiết, xilanh khí nén tác động,
các bánh răng lăn trên thanh răng, đưa các khối V tiến vào đònh vò cổ chai.

Ưu, nhược điểm : Đònh vò chính xác , tuy nhiên chi phí cao .
 Phương án 2.
12
3
4 5 6
7
12
Luận văn tốt nghiệp GVHD : Th.S Trần Vũ An
Luận văn tốt nghiệp GVHD : Th.S Trần Vũ An
Hình 2.10. Cơ cấu di chuyển dùng rãnh trượt.
1.khung đỡ xilanh, 2. xilanh, 3. rãnh trượt, 4.trục vít, 5.khung
đỡ, 6. khối V đònh vò cổ chai, 7. thanh trượt.
Hoạt động : Khi xilanh tác động bốn thanh trượt sẽ trượt trên 2 rãnh trượt
đưa các khối V đến đònh vò cổ chai.
Ưu, nhược điểm : So với phương án 1, phương án 2 đơn giản hơn, tuy nhiên
độ chính xác khi đònh vò không bằng phương án 1.
Qua phân tích 2 phương án , do quá trình phun yêu cầu sự đồng tâm giữa vòi
phun và miệng chai càng chính xác càng tốt vì thế cần phải đònh vò chính xác, nên
phương án 1 đã được lựa chọn.
2.4.3. Cụm đònh lượng.
Yêu cầu: Đảm bảo đònh lượng chính xác ở tất cả các chai trong quá trình
chiết.
Các phương án :
 Phương án 1.
2
14
3
Hình 2.11. Đònh lượng trực tiếp.
1. Van phân phối, 2. vòi phun, 3. Van, 4. thùng chứa dầu.
13

Luận văn tốt nghiệp GVHD : Th.S Trần Vũ An
Luận văn tốt nghiệp GVHD : Th.S Trần Vũ An
Hoạt động : Khi các chai đã được đònh vò, van phân phối mở để dầu thông từ
bình chứa dầu sang vòi phun chảy xuống chai. Khi đủ thể tích yêu cầu van phân
phối sẽ đóng lại.
Ưu điểm : Kết cấu đơn giản.
Nhược điểm : Do mức dầu trong bình chứa thay đổi liên tục, dẫn đến
tốc độ dòng chảy từ bình chứa sang chai cũng thay đổi, vì thế việc điều khiển đóng
mở van phân phối trong trường hợp này là rất khó, chính vì thế độ chính xác không
cao, và năng suất thấp.
 Phương án 2.
Hoạt động: Trong khi các chai được đònh vò, Dầu từ thùng chứa qua van phân
phối 1 được nối thông với xy lanh, nhờ trọng lượng dầu chảy xuống xy lanh, khi dầu
đã được chứa đầy trong xy lanh, van phân phối 1 đóng lại, làm cho dầu thông từ xy
lanh qua ống dẫn dầu sang bộ phận chiết. Khi piston chuyển động đi lên sẽ đẩy dầu
sang bộ phân chiết.
Ưu, nhược điểm : Đònh lượng chính xác, dễ điều chỉnh, tuy nhiên kết cấu phức
tạp hơn so với phương án 1.
6 5 1
2
3
4
Hình 2.12. Đònh lượng dùng xy lanh.
1. Van phân phối, 2. ống dẫn dầu, 3. xilanh chứa dầu, 4. piston của
xilanh, 5. van khoá, 6. thùng chứa dầu.
14
Luận văn tốt nghiệp GVHD : Th.S Trần Vũ An
Luận văn tốt nghiệp GVHD : Th.S Trần Vũ An
Từ những phân tích trên, do yêu cầu về độ chính xác khi đònh lượng là rất cần
thiết nên phương án 2 được lựa chọn.

2.4.4. Cụm đóng nắp chai .
Yêu cầu:
Nắp được cấp tự động lên miệng chai trước khi được đóng.
Bộ phận đóng nắp tự động đi xuống và vặn nắp.
Từ các yêu cầu trên quy trình thiết bò của hệ thống được đưa ra:
Cụm
cấp nắp
Cụm
chiết dầu
Hệ thống
băng tải
Cụm
đóng nắp
Hình 2.13. Sơ đồ thiết bò của quá trình đóng nắp.
Sơ bộ nguyên lý hoạt động : Sau khi chứa đầy dầu, các chai được vận chuyển
sang cụm cấp nắp nhờ băng tải. Trong quá trình di chuyển các chai đi qua bộ phận
cấp nắp tự động, sau đó mỗi chai sẽ có một nắp nằm trên miệng chai, khi chai di
chuyển đến bộ phận đóng nắp, các cảm biến đếm sẽ đếm số chai, khi đủ 2 chai, các
xy lanh sẽ được tác động đẩy ra để cố đònh 2 chai, sau đó các xy lanh xoay sẽ được
tác động để vặn nắp. Vặn nắp xong các xy lanh xoay được rút lên, các xy lanh đònh
vò sẽ lui lại, các chai sẽ được chuyển đến các giai đoạn tiếp theo.
2.4.4.1 Cụm cấp nắp.
Thùng chứa nắp có nhiệm vụ cấp nắp theo máng dẫn xuống chai, tuy nhiên
yêu cầu đặt ra đó là làm sao tất cả các nắp đều ở trạng thái lật úp trước khi được
chai lấy đi khi di chuyển.
15
Luận văn tốt nghiệp GVHD : Th.S Trần Vũ An
Luận văn tốt nghiệp GVHD : Th.S Trần Vũ An
4
3

1
2
Hình 2.14. Bộ phận cấp nắp.
1. Thùng chứa nắp, 2. động cơ, 3. máng dẫn nắp, 4. nắp.
Hoạt động : Trong quá trình cấp nắp, động cơ sẽ quay để gạt các nắp, làm
các nắp chuyển động trong thùng chứa, do cấu tạo đặc biệt của thùng chứa chỉ cho
phép nắp trượt xuống máng dẫn theo một chiều (lật ngửa), những nắp nằm úp không
thể thoát xuống máng trượt được và tiếp tục chuyển động trong thùng, những nắp
trong máng trượt được lật úp nhờ bán kính cong của máng dẫn, các nắp trượt xuống
được một phần do trọng lực của nắp, một phần do lực đẩy của các nắp phía sau. Các
nắp khi chuyển động đến cuối máng dẫn được giữ lại bởi lò xo, đến khi các chai
chứa dầu đi qua và nắp được lấy đi. Trong quá trình động cơ quay các nắp được cấp
ngày càng nhiều, trong khi lực của lò xo giữ ở cuối máng là nhỏ để đảm bảo chai có
thể kéo nắp đi theo mà nắp không bò bật ra ( do lực đàn hồi của lò xo ), chính vì thế
cần phải dừng động cơ khi các nắp ở trong máng đã đầy, tránh lực đẩy giữa các nắp
lớn có thể làm bung lò xo giữ. Để biết chính xác khi nào nên dừng động cơ ta lắp
một thiết bò cảm biến quang trên máng lật nắp, nhằm phát hiện khi nắp đã đầy
máng, và kích tín hiệu làm dừng động cơ, sau đó khi nắp trong máng vơi đi cảm biến
lại có nhiệm vụ kích động cơ hoạt động.
16
Luận văn tốt nghiệp GVHD : Th.S Trần Vũ An
Luận văn tốt nghiệp GVHD : Th.S Trần Vũ An
Hình 2.15. Sơ đồ cấp nắp nắp.
Một vài phương án cấp nắp:
Phương án 1: Cấp nắp theo bàn xoay.
Hoạt động : Các chai được băng tải vận chuyển tới bàn xoay ( bàn xoay có
kết cấu tuỳ theo hình dáng chai), khi chai đã vào vò trí, do bàn xoay chuyển động
làm chai di chuyển sang vò trí 2 (trong lúc này các chai phía sau tiếp tục tiến vào
bàn xoay ), tại vò trí 2 chai được cấp nắp sau đó chai được chuyển sang các vò trí 3,4.
Tại hai vò trí này xy lanh xoay sẽ chuyển động đi xuống để vặn nắp chai. Sau khi

vặn nắp xong chai tiếp tục được xoay sang vò trí tiếp theo, cuối cùng chai được vận
chuyển ra bằng hệ thống băng tải thứ hai.
Ưu, nhược điểm của phương án : Diện tích sử dụng không lớn, việc cấp nắp
thuận tiện ( vì bàn xoay giữ vững chai nên chai kéo nắp khỏi lò xo giữ một cách dễ
dàng ) tuy nhiên có thể thấy việc bố trí các kết cấu khó khăn, quá trình điều khiển
phức tạp.
17
Luận văn tốt nghiệp GVHD : Th.S Trần Vũ An
Luận văn tốt nghiệp GVHD : Th.S Trần Vũ An
1
2
3
4
6
5
Hình 2.16. Cấp nắp bàn xoay.
1. băng tải đưa chai vào, 2. cấp nắp, 3,4 vò trí đóng nắp, 5. cơ cấu xoay chai, 6. băng
tải vận chuyển chai ra.
Phương án 2. Cấp nắp theo đường thẳng.
12
3
Hình 2.17. Cấp nắp theo đường thẳng.
1. Miệng chai, 2. băng tải, 3. máng chứa nắp.
Hoạt động : Chai được chuyển động thẳng trên băng tải, khi đến vò trí cấp
nắp, chai kéo nắp đi theo ( nắp được giữ ở miệng máng bởi lò xo ), chai tiếp tục
chuyển động tới vò trí đóng nắp.
Ưu, nhược điểm của phương án : So với phương án 1, phương án này đơn giản
về mặt kết cấu, không cần dùng thêm các bộ phận khác. Chính vì thế phương án 2
được lựa chọn trong quá trình thiết kế.
18

Luận văn tốt nghiệp GVHD : Th.S Trần Vũ An
Luận văn tốt nghiệp GVHD : Th.S Trần Vũ An
2.4.4.2 Cụm đóng nắp.
Xy lanh 2
Xy lanh 1
Hệ thống băng tải
Cảm biến đếm chai
Hình 2.18. Sơ đồ hoạt động của cụm đóng nắp
Hoạt động : Khi cảm biến thứ nhất có tín hiệu (nhận ra chai ), xy lanh khí nén
thứ 2 sẽ tác động để đẩy tấm dữ ra, nhằm chặn chai dừng lại. Sau khi đếm đủ 2 chai
thì xy lanh khí nén thứ nhất cũng tác động đẩy tấm chặn ra, nhằm đònh vò 2 chai.
Tiếp theo xy lanh khí nén xoay phía trên di chuyển xuống, bộ phận tạo ma sát ở đầu
mỗi xy lanh sẽ giữ cố đònh nắp chai, khí nén được cấp vào trong xy lanh làm xy lanh
xoay và nắp được đóng lại. Sau khi nắp được đóng, xy lanh khí nén xoay được rút
lên, xy lanh chặn sau lui về, cho phép các chai chuyển động tiếp tục trên băng tải,
khi cảm biến phía sau đếm đủ hai chai, xy lanh khí nén phía trước sẽ lui lại để
chuẩn bò cho lần đóng nắp tiếp theo.
Bộ phận tạo ma sát :
11
2
Hình 2.19. Ống tạo ma sát.
Cấu tạo của bộ phận tạo ma sát : bao gồm hai phần, ống phía ngoài được gắn
với piston của xy lanh khí nén xoay. Ống trong được làm bằng vật liệu cao su, khi
ống này ôm chặt lấy nắp, ma sát tạo ra làm cho nắp không bò trượt khi piston xoay.
19
Luận văn tốt nghiệp GVHD : Th.S Trần Vũ An
Luận văn tốt nghiệp GVHD : Th.S Trần Vũ An
Các yêu cầu đặt ra khi thiết kế cụm đóng nắp:
- Vò trí tương đối của xy lanh xoay và nắp điều chỉnh được khi lắp ráp
cũng như trong trường hợp kích thước chai thay đổi.

- Vò trí tương quan giữa hai xy lanh khí nén xoay cũng có thể thay đổi
được để phù hợp với một số loại chai nhất đònh.
- Đảm bảo độ cứng vững cao. Đạt năng suất yêu cầu.
Các phương án thiết kế:
Phương án 1.
1
2
3
4
5
6
7
8
Hình 2.20. Kết cấu sơ bộ .
1. Trụ đỡ, 2. xy lanh khí nén, 3. Trục vít, 4. Tấm đỡ, 5. Xy lanh khí nén xoay, 6. Đai
ốc, 7. Tấm đế, 8. rãnh (cho phép 2 xy lanh dòch chuyển ngang)
Hoạt động :Để điều chỉnh khoảng cách từ nắp chai đến bộ phận tạo ma sát
gắn ở đầu piston, ta xoay trục vít 3, khi đó cả tấm đỡ 4 sẽ di chuyển lên, xuống tuỳ
theo chiều xoay của trục vít. Ngoài ra hai xy lanh cũng có thể dòch chuyển tương đối
theo phương ngang. Khi các chai đã được đònh vò, piston xy lanh khí nén 2 sẽ chuyển
động đi xuống làm cho cả hệ thống xy lanh xoay di chuyển xuống, đến khi piston
của xy lanh 2 di chuyển được một khoảng xác đònh thì xy lanh khí nén xoay sẽ xoay
để đóng nắp, ( vì khi bộ phận tạo ma sát tì vào nắp và piston xy lanh 2 tiếp tục đi
20
Luận văn tốt nghiệp GVHD : Th.S Trần Vũ An
Luận văn tốt nghiệp GVHD : Th.S Trần Vũ An
xuống làm cho piston của xy lanh khí nén xoay đi lên, dẫn đến khí nén được cấp vào
trong xy lanh này làm nó xoay, đây là cấu tạo của loại xy lanh khí nén này ).
Ưu, nhược điểm : Kết cấu cụm đóng nắp này khá cứng vững, tuy nhiên khá
cồng kềnh và phức tạp.

Phương án 2:
6
5
8
7
4
3
2
1
9
10
Hình 2.21. Kết cấu sơ bộ.
1. Trụ đỡ, 2. tấm đỡ xy lanh, 3.tấm đỡ, 4. tấm đỡ xy lanh xoay, 5. xy lanh xoay, 6. bộ
phận tạo ma sát, 7. tấm đế, 8. rãnh ngang, 9. rãnh đứng, 10. xy lanh khí nén.
Hoạt động : Khi cần điều chỉnh vò trí tương đối giữa các xy lanh xoay, ta chỉ
cần dòch chuyển chúng theo rãnh 8, sau đó cố đònh vò trí của chúng bằng bulông. Khi
cần điều chỉnh khoảng cách giữa nắp chai và bộ phận tạo ma sát ta dòch chuyển tấm
đỡ 4 theo rãnh 9 nằm trên tấm đỡ 3, sau đó cố đònh bằng bulông. Khi các chai đã
được đònh vò, piston của xy lanh 10 chuyển động đi xuống để tiến hành đóng nắp,
tương tự như phương án trên.
Ưu, nhược điểm : kết cấu này khá đơn giản, chi phí thấp hơn so với phương án
1, nhưng độ cứng vững không cao bằng phương án 1.
Do lực cần thiết để thực hiện quá trình đóng nắp là không lớn, hai xy lanh khí
nén xoay cũng không nặng lắm , chính vì thế để đơn giản trong thiết kế cũng như
21
Luận văn tốt nghiệp GVHD : Th.S Trần Vũ An
Luận văn tốt nghiệp GVHD : Th.S Trần Vũ An
chế tạo, phương án 2 đã được lựa chọn, tuy nhiên có bổ sung thêm một vài gân tăng
cứng để nâng cao độ cứng vững của kết cấu.
2.5 Tổng hợp các phương án thiết kế được lựa chọn.

a. Băng tải, dẫn động bằng động cơ có gắn hộp giảm tốc.
Hình 2.22. Băng tải.
b. Một số chi tiết của hệ thống chiết và đònh lượng.
Hình 2.23. Khung đỡ máng hứng dầu và khối V .
Khung đỡ được di chuyển trên thanh răng , do lực đẩy của hai xy lanh khí nén.
22
Luận văn tốt nghiệp GVHD : Th.S Trần Vũ An
Luận văn tốt nghiệp GVHD : Th.S Trần Vũ An
Hình 2.24. Khối V đònh vò cổ chai.
Hình 2.25. Tấm đỡ toàn bộ kết cấu của cụm chiết.
Hình 2.26. Khung đỡ 2 xy lanh đẩy máng hứng dầu.
Hai xy lanh được gắn cố đònh lên khung đỡ, đầu còn lại của piston gắn với
khung đỡ máng hứng dầu. Khi xy lanh được tác động sẽ di chuyển máng hứng dầu
và khối V.
Hình 2.27. Máng hứng dầu.
Máng hứng dầu dùng để hứng những giọt dầu nhỏ xuống từ vòi phun sau mỗi lần
phun.
Hình 2.28. Vòi phun.
Hình 2.29. Xy lanh đònh lượng.
c. Tổng thể cụm đóng nắp.
2
3
1
23
Luận văn tốt nghiệp GVHD : Th.S Trần Vũ An
Luận văn tốt nghiệp GVHD : Th.S Trần Vũ An
Hình 2.30. Tổng thể hệ thống đóng nắp.
1. Băng tải, 2. cụm đóng nắp, 3. cụm cấp nắp.
Chương 3: TÍNH TOÁN CÁC THÔNG SỐ KỸ THUẬT
3.1. Xác đònh các thông số của cụm băng tải.

3.1.1 Vận tốc băng tải tại cụm chiết.
Năng suất : Q = 1000 chai/h.
Kích thước chai( theo chiều di chuyển ) : L = 110 mm.
Sơ bộ thời gian tác động của các xy lanh:
Xy lanh chặn chai : t
1
= 0.5s.
Xy lanh đóng mở vòi phun: t
2
= 0.5s.
Xy lanh đònh vò cổ chai : t
3
= 2s.
Xy lanh đẩy dầu: t
4
= 10s.
Số vòi phun : n = 6.
Số lần chiết trong 1 h :
m = Q/n = 1000/6 = 167 (lần).
Vậy thời gian cho mỗi lần chiết là :
T = 3600/167 = 22 s.
Quy trình phun dầu như đã được trình bày sơ bộ ở phần trước. Khi cảm biến
đếm chai thứ nhất đếm đủ 3 chai, xy lanh chặn chai phía sau đi ra để chặn chai. Khi
đủ 6 chai, xy lanh chặn chai phía trước đi ra chặn chai lại. Sau đó xy lanh đònh vò cổ
chai tác động, xy lanh đóng, mở vòi phun được mở, xy lanh đẩy dầu từ cụm đònh
lượng hoạt động, đẩy dầu vào chai. Sau khi chai được điền đầy, xy lanh chặn chai
phía sau lui lại để các chai chứa dầu tiếp tục chuyển động trên băng tải, khi cảm
biến đếm chai phía sau đếm đủ 3 chai, xy lanh chặn chai phía trước sẽ lui lại, cho
phép các chai phía sau chuyển động vào vò trí phun. Quá trình tiếp tục .
T là thời gian tổng cộng của các cơ cấu tác động trong 1 lần chiết.

24
Luận văn tốt nghiệp GVHD : Th.S Trần Vũ An
Luận văn tốt nghiệp GVHD : Th.S Trần Vũ An
T = t + 3t
1
+ 2t
2
+ 2t
3
+ t
4
Trong đó t : là thời gian cần thiết để di chuyển 6 chai vào vò trí đònh vò.
T = t + 1.5 + 1 + 4 + 10
⇒ t = T – 16.5 = 22 – 16.5 = 5s.
Như vậy thời gian t chính là thời gian di chuyển của 6 chai trên quãng đường :
S = 9 x 110 = 990 mm = 0.99 m.
Vận tốc băng tải cần thiết :
V = S/ t = 0.99/5= 0.2 m/s.
Đường kính con lăn băng tải :
D = 120 mm .
Ta có số vòng quay của trục băng tải :
n =
D
V
.
.60000
π
=
120.
2.0.60000

π
≈ 32 (vòng/phút).
3.1.2 Vận tốc băng tải tại cụm đóng nắp.
Vấn đề : Dây chuyền chiết hoạt động đồng bộ, từ quá trình chiết đến quá
trình đóng nắp. Để tránh tình trạng ùn tắc chai ở phía trước cụm đóng nắp thì tốc độ
đóng nắp phải nhanh, tức là có thể đóng xong 6 chai ngay sau mỗi lần chiết.
Số xy lanh đóng nắp : n = 2.
Thời gian sơ bộ các xy lanh tác động ở cụm đóng nắp:
Thời gian xy lanh chặn chai : t
1
= 0.5 s.
Thời gian đóng nắp : t
2
= 1.5 s.
Thời gian cho mỗi lần đóng nắp :
T = t + 3t
1
+ 2t
2
= t + 1.5 + 3 = t + 4.5.
Trong đó T < 22/3 = 7s.
Chọn T = 6 s.
t = 6- 4.5 = 1.5 s.
25