ĐỒ ÁN TỰ ĐỘNG HÓA SẢN XUẤT NGHIÊN CỨU VÀ THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐÓNG NẮP CHAI TỰ ĐỘNG

Đồ Án Tự Động Hóa Sản Xuất

GVHD: Lưu Thanh Tùng

ĐỒ ÁN TỰ ĐỘNG HÓA SẢN XUẤT
NGHIÊN CỨU VÀ THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐÓNG NẮP CHAI TỰ ĐỘNG
(Kích thước chai tương đương chai nước 500ml)

Nhóm 10: Nguyễn Văn Linh

Mssv: 20801107

Vi Trần Bảo Châu

Mssv: 20800185

Nguyễn Văn Hiền

Mssv: 20800662

GVHD: TS Lưu Thanh Tùng

1


Đồ Án Tự Động Hóa Sản Xuất

GVHD: Lưu Thanh Tùng

MỤC LỤC

LỜI NÓI ĐẦU

3

CHƯƠNG I – TỔNG QUAN

4

CHƯƠNG II – THIẾT KẾ SƠ BỘ

19

CHƯƠNG III – THIẾT KẾ ĐỘNG HỌC

22

3.1 Sơ đồ nguyên lý
3.2 Tính toán hệ thống
3.3 Cơ cấu phân phối
3.4 Cơ cấu dẫn động
3.5 Sơ đồ động học của toàn máy
3.6 Hệ thống thiết bị sử dụng
3.7 Hệ thống điều khiển của máy
PHẦN IV – VẬN HÀNH VÀ BẢO DƯỠNG

42

4.1 Vận hành máy.
4.2 Bảo dưỡng máy.
TÀI LIỆU THAM KHẢO

2


Đồ Án Tự Động Hóa Sản Xuất

GVHD: Lưu Thanh Tùng

Lời nói đầu

Đất nước ta đang trên đà phát triển do đó khoa học kỹ thuật đóng vai trò hết sức quan
trọng đối với đời sống con người. Việc áp dụng khoa học kỹ thuật chính là làm tăng năng
suất lao động, giảm chi phí sản xuất đồng thời nó cũng góp phần không nhỏ của việc thay
thế sức lao động của người lao động một cách có hiệu quả nhất, đảm bảo an toàn cho con
người trong quá trình làm việc. Các dây chuyền sản xuất tự động chính là sự thay thế
hoàn hảo cho sức người trong sản xuất và tăng năng suất lao động.
Hiện nay cùng với sự phát triển của xã hội về công-nông nghiệp và dân số, thị trường
lương thực –thực phẩm, hàng hóa tiêu dùng ở nước ta đang phát triển mạnh mẽ, đặc biệt
về mặt hàng giải khát phát triển vượt trôi trong thời gian gần đây. Cũng nằm trong xu thế
đó, nước uống đóng chai đang ngày càng có vai trò quan trọng trong đời sống của con
người không chỉ bởi sự tiện dụng mà còn sự an toàn của nó. Hằng năm nhu cầu sử dụng
các loại nước uống này đều tăng cao. Hiện tại trên địa bàn thành phố Hồ Chí Minh có
khoảng 500 công ty, cơ sở thuộc lĩnh vực sản xuất nước uống đóng chai. Vì vậy yêu cầu
đặt ra là phải tự động hóa quá trình sản suất chai nước nhằm nâng cao năng suất, đáp ứng
nhu cầu thị trường. Dây chuyền đóng chai nước uống được sử dụng chính trong công
nghệ đóng chai các loại đồ uống, có 3 công đoạn chính: rửa chai, chiết rót nước vào chai,
đóng nắp chai. Ở đây chúng em chỉ thực hiện công đoạn thứ 2, tức là nghiên cứu và thiết
kế hệ thống đóng nắp chai tự động.
Chúng em xin chân thành cảm ơn TS Lưu Thanh Tùng đã tận tình hướng dẫn chúng
em hoàn thành đồ án này. Đây là đồ án đầu tiên tự thiết kế dây chuyền tự động sản xuất

nên sẽ không tránh được những thiếu sót kinh nghiệm trong tính toán, ý tưởng lựa chọn
phương án. Chúng em kính mong được sự chỉ dẫn thêm của quý thầy cô để chúng em
được củng cố kiến thức và đúc kết những kinh nghiệm quý báu cho công việc sau này.

Nhóm sinh viên thực hiện

3


Đồ Án Tự Động Hóa Sản Xuất

GVHD: Lưu Thanh Tùng

Chương I:
TỔNG QUAN

1.1 Giới thiệu:
Trong vài năm trở lại đây, hầu hết người dân đã có thói quen sử dụng các loại nước
uống đóng chai thay thế cho nước máy không chỉ trong phạm vi gia đình mà còn lan rộng
đến các trường học, bến xe khách, trong các buổi họp cơ quan, các dịp lễ hội… Do đó thị
trường nước uống đóng chai sẽ tăng trưởng nhanh và mạnh trong dài hạn. Tại Việt Nam,
theo số liệu công bố của Công ty nước khoáng Vĩnh Hảo, doanh số hàng năm từ năm
2005 đến 2010 của riêng mặt hàng nước khoáng đóng chai này cũng tăng đều đặn từ 48,5
tỷ đến 94,5 tỷ VNĐ.
Thời tiết nóng lực, nhu cầu sử dụng lớn dẫn đến sự phát triển nhanh của những cơ sở
sản xuất nước uống đóng chai. Hiện tại trên địa bàn thành phố Hồ Chí Minh có khoảng
500 công ty, cơ sở thuộc lĩnh vực sản xuất nước uống đóng chai. Theo tiêu chuẩn TCVN
6096 : 2004 định nghĩa: "Nước uống đóng chai được sử dụng để uống trực tiếp và có thể
chứa khoáng chất và cacbon dioxit (CO2) tự nhiên hoặc bổ sung, nhưng không phải là
nước khoáng thiên nhiên đóng chai và không được chứa đường, các chất tạo ngọt, các

chất tạo hương hoặc bất kỳ loại thực phẩm nào khác". Tại Việt Nam để sản xuất nước
đóng chai thông thường người ta đi theo hai hướng: thứ nhất từ nguồn nước máy, được
đưa qua quá trình khử khoáng, khử khuẩn sau đó đóng chai cung cấp cho người sử dụng;
còn đường thứ hai đi từ nước ngầm đòi hỏi quá trình xử lý phức tạp hơn loại bỏ các chất
ô nhiễm (khử mùi, sắt, nitrate, Amoniac…) gọi là quá trình xử lý thô sau đó qua quá trình
xử lý tinh loại bỏ thêm một phần các khoáng chất, khử khuẩn sau đó đóng chai (bình)
cung cấp cho người sử dụng.
Bên cạnh việc đảm bảo tiêu chuẩn và chất lượng thì việc xây dựng dây truyển sản
xuất tự động nhằm nâng cao năng suất cũng cần phải được quan tâm. Quy trình sản xuất
nước uống đóng chai gồm 3 giai đoạn:
 Giai đoạn 1: Chuẩn bị nắp: nắp được rửa sạch từ khu vực rửa nắp sau đó được đưa

vào thùng chứa để sản xuất.

4


Đồ Án Tự Động Hóa Sản Xuất

GVHD: Lưu Thanh Tùng

 Giai đoạn 2: Chuẩn bị vỏ chai: vỏ chai mới, được đưa vào băng tải, máy tự động

chuyển chai vào, súc rửa bằng nước thành phẩm.
 Giai đoạn 3: Chiết nước, đóng nắp: máy tự động chuyển chai đã vô trùng qua hệ
thống chiết nước, đóng nắp tự động.
Kiểm tra chất lượng chai đã đóng nắp đi ra băng tải. Chuyền qua máy in hạn sử dụng
lên nắp chai. Chai được lồng nhãn thân và cổ chuyển tự động qua máy sấy màng co.
Đóng thùng thành phẩm chuyển qua kho trung chuyển, thực hiện thủ tục lưu kho…Kết
thúc quy trình sản xuất.

Ở đây chúng em chỉ thực hiện quá trình đóng nắp giai đoạn thứ 3, tức là nghiên cứu
và thiết kế hệ thống đóng nắp chai tự động.
Yêu cầu của hệ thống đóng nắp chai: nắp được siết chặt vào chai để nước trong chai
không đổ ra ngoài và đảm bảo vệ sinh, năng suất hệ thống cao đáp ứng nhu cầu sản
xuất…
1.2 Đặc tính sản phẩm:
Nắp và chai bằng nhựa PET. Chai hình trụ có thể tích 500ml. Nắp và cổ chai có ren để
siết vào với nhau.

(a) chai nước 500ml bằng nhựa

(b) Nắp chai

Hình 1.1
Năng suất của hệ thống đóng nắp có thể đạt tới 7200 chai/giờ, phụ thuộc vào số
chai được cấp vào hệ thống.

1.3 Tổng quan về phương án thực thi sản phẩm:
5


Đồ Án Tự Động Hóa Sản Xuất

GVHD: Lưu Thanh Tùng

Hiện nay, trên thực tế có rất nhiều phương án chiết nước ngọt,tùy vào dạng sản xuất
của nhà máy,đặc tính chất lỏng mà lựa chọn phương án chiết rót khác nhau. Nhưng hệ
thống đóng nắp chai bao gồm 2 cụm chính: cụm cấp phôi nắp chai và cụm đóng (siết nắp
vào chai).
1.3.1 Cụm cấp phôi nắp chai:

1.3.1.1 Cấp phôi kiểu phễu rung có máng xoắn vít:

(a) Phễu rung

(b) cấu tạo của phễu rung
Hình 1.2

Cấu tạo: (hình 1-b) cơ cấu cấp phôi phễu rung gồm có phễu chứa phôi, trên thành
phễu có các rãnh xoắn vít đưa phôi lên. Máng xoắn vít có cấu tạo như hình 1-c và d.
Nguyên lý hoạt động: nắp được đổ vào trong phễu, nhờ cơ cấu kích rung nắp di
chuyển dọc theo máng đi dần dần lên cao. Nắp có 4 trạng thái trong quá trình di chuyển
là nắp úp, nắp ngửa, nắp đứng miệng nắp quay vào phía trong thành và phía ngoài thành.
Trên máng xoắn vít kết cấu như hình 1-(b) hay (c), chúng giúp định hướng nắp, loại bỏ
những nắp nằm úp, đứng hay chồng lên nhau, chỉ cho phép những nắp nằm ngửa đi lên.
Sau đó các nắp ngửa này sẽ tiếp tục di chuyển ra khỏi thùng nhờ một máng dẫn được nối
trên cùng của thùng, nó có tiết diện đủ lớn để nắp di chuyển, và biên dạng cong theo hình
C mục đích định hướng nắp ngửa thành nắp úp.

6


Đồ Án Tự Động Hóa Sản Xuất

GVHD: Lưu Thanh Tùng

Hình 1.3: Định hướng phôi trên rãnh xoắn
Nếu sử dụng trong hệ thống đóng nắp chai thì kiểu cấp phôi này thường được đặt ở
trên cao (ít nhất là cao hơn vị trí đóng nắp) để thuận tiện đưa nắp vào cổ chai. Như vậy
kết cấu thường nhỏ, không chứa được nhiều phôi do đó chỉ phù hợp cho sản xuất nhỏ, lẻ.
Ngoài ra nếu đặt cơ cấu trực tiếp trên máy đóng nắp thì phải khử rung động tốt để không

ảnh hưởng đến độ bền và tuổi thọ của máy.
Phương án này có nhược điểm là gây ồn, không chứa được nhiều phôi trong máng,
kết cấu nhỏ gọn nhưng khá phức tạp.
1.3.1.2 Cơ cấu cấp phôi dạng băng tải nghiêng:
Cơ cấu cấp phôi gồm có: thùng chứa phôi 10, băng tải 12 có các thanh ngang 11,
thanh gạt 13, máng chứa phôi 14 (hình 1.4b).
Nguyên lý hoạt động: nắp chai được chứa trong thùng 10. Băng tải 12 với các thanh
ngang 11 (chiều cao thanh ngang bằng 1/3 chiều cao nắp) đưa nắp chai đi lên. Trong quá
băng tải mang nắp chai đi lên có kết hợp định hướng nắp: chỉ cho những nắp nằm ngửa đi
lên.
Nguyên tắc định hướng nắp (hình 1.4a): do vị trí trọng tâm của nắp chai không đối
xứng nên băng tải được lắp nghiêng 1 góc α so với phương ngang sao cho trọng tâm của
nắp nằm ngửa nằm lệch vào trong băng tải so với điểm tựa trên thanh ngang, còn trọng
tâm của nắp nằm úp nằm lệch ra ngoài băng tải. Do đó trọng tâm của những nắp nằm úp
sẽ tạo ra một mômen với điểm tựa trên thanh ngang làm cho chúng bị rơi xuống, còn
những nắp nằm ngửa sẽ tiếp tục được đưa lên trên và được gạt vào máng chứa phôi 14
nhờ thanh gạt 13.

7


Đồ Án Tự Động Hóa Sản Xuất

(a)

GVHD: Lưu Thanh Tùng

(b)

Hình 1.4: a- Nguyên tắc định hướng nắp; b- Cấu tạo cơ cấu cấp.

8


Đồ Án Tự Động Hóa Sản Xuất

GVHD: Lưu Thanh Tùng

Đặc điểm của cơ cấu:

Hình 2-c

- Kết cấu đơn giản nhưng hơi lớn, gây tiếng ồn ít.
- Có thể chứa nhiều phôi, thuận tiện đổ nắp vào thùng chứa.
- Năng suất cao, cấp phôi liên tục.

Hình 1.5: Cơ cấu cấp phôi dạng băng tải
1.3.1.3 Cơ cấu cấp phôi dùng đĩa quay nghiêng:
Cấu tạo: hệ thống gồm có những phần chính sau thùng chứa phôi 1, chi tiết quay hình
vành khăn có 4 cánh quạt 2, con lăn 3 (hình 1.7).

Hình 1.6: Cơ cấu cấp phôi dùng đĩa quay nghiêng.

9


Đồ Án Tự Động Hóa Sản Xuất

(a)

GVHD: Lưu Thanh Tùng

(b)

Hình 1.7: Cấu tạo cơ cấu cấp phôi dùng đĩa quay nghiêng.
Nguyên lý hoạt động: phễu 1 được bố trí nghiêng một góc 45 0 so với phương ngang.
Trên đĩa quay có gắn chi tiết hình vành khăn với bốn cánh gạt 2 (hình 1.7a), có bề dày
bằng 2/3 chiều cao nắp. Nắp được đổ vào trong phễu. Khi đĩa quay, nắp chai sẽ nằm
trong rãnh giữa thành phễu và chi tiết hình vành khăn. Lúc này các nắp chai có các trạng
thái là: úp, ngửa hoặc nằm chồng lên nhau.
Nhờ vào các cánh gạt, nắp chai sẽ được đẩy lên trên, đến một độ cao nhất định, các
nắp nằm chồng phía trên sẽ bị rơi xuống do trọng lực. Các nắp còn lại trong rãnh tiếp tục
được cánh gạt đẩy đi, nhờ vào thanh gạt nắp sẽ được dẫn hướng đến con lăn 3 bố trí trên
máng dẫn (hình 1.7b). Con lăn 3 được đặt cao hơn mặt trên của đĩa quay một khoảng
bằng chiều cao nắp. Nắp sẽ được qua nếu ở trạng thái úp do các răng móc của con lăn
đẩy qua và trượt theo máng dẫn, còn trạng thái ngửa sẽ bị hất lên trượt trên thanh gạt và
rơi xuống.
Ưu điểm: năng suất cao.
Nhược điểm: phôi phải đổ vào thùng trên cao nên bất tiện, phễu chứa phôi thường nhỏ
nên không chứa được nhiều nắp. Do đó phải đổ nắp nhiều lần gây khó khăn trong thao
tác cũng như mất an toàn cho người vận hành máy và giảm tính hiện đại của dây truyền.
Ngoài ra thì phương án này có thể gây kẹt phôi.

1.3.2 Cụm đóng nắp:

10


Đồ Án Tự Động Hóa Sản Xuất

GVHD: Lưu Thanh Tùng

1.3.2.1 Cụm đóng nắp sử dụng các đầu đóng:
a. Các đầu đóng được dẫn động bằng khí nén:
Cấu tạo: (hình 1.8) hệ thống gồm có một motor khí nén và một xy lanh khí nén.
Motor khí nén cung cấp chuyển động quay cho các đầu đóng, còn xi lanh cung cấp
chuyển động tịnh tiến lên xuống cho đầu đóng.
Nguyên lý hoạt động: khi chai đến đúng vị trí đóng thì được giữ cố định và đầu đóng
sẽ di chuyển xuống đè lên nắp chai sau đó quay theo chiều kim đồng hồ siết chặt nắp vào
chai. Sau khi chai được đóng chặt (momen xoắn đạt đến giá trị cài đặt), đầu đóng trở về
vị trí ban đầu.
Nhận xét: với hệ thống đóng nắp như trên thì yêu cầu chai khi đóng là phải dừng lại
nên năng suất hệ thống không cao.

Hình 1.8: Đầu đóng được dẫn động bằng khí nén.

11


Đồ Án Tự Động Hóa Sản Xuất

GVHD: Lưu Thanh Tùng

Hình 1.9: Hệ thống đóng nắp chai với các đầu đóng được dẫn động bằng khí nén.

b. Các đầu đóng được dẫn động bằng cơ cấu cam:
Cấu tạo của hệ thống được thể hiện trong hình 1.9 và 1.10.
Nguyên lý hoạt động của hệ thống: chai 14 được vận chuyển trên băng tải 16 và được
chuyển vào bàn đóng 20 nhờ vào đĩa 18 (hình 1.9). Bàn đóng 20 mang chai quay quanh
trục 26 cùng tốc độ với các đầu đóng. Các vị trí của chai trên bàn đóng tương ứng với vị

trí cơ các đầu đóng xung quanh trục chính.
Các đầu đóng chuyển động quay quanh trục chính 26 và tịnh tiến lên xuống nhờ vào
cơ cấu cam 50. Ngoài ra các đầu đóng này còn chuyển động quay quanh trục của chính
nó nhờ vào hệ thống bánh răng 60-62. Nhờ đó các đầu đóng này từ từ di chuyển xuống đè
lên đỉnh chai và siết chặt chai vào nắp.

12


Đồ Án Tự Động Hóa Sản Xuất

GVHD: Lưu Thanh Tùng

14: chai; 16: băng tải

30: động cơ; 32: đai

18,22: đĩa chuyển chai

44: trục đầu đóng

20: bàn đóng nắp

48: đầu đóng
Hình 1.9: Sơ đồ hệ thống đóng nắp

13


Đồ Án Tự Động Hóa Sản Xuất

GVHD: Lưu Thanh Tùng

20: bàn đóng nắp

50: cơ cấu cam

26: trục giữa cố định

56: con lăn

44: trục đầu đóng

68: động cơ

48: đầu đóng

60, 62, 72: Bánh răng
Hình 1.10: Cụm đóng nắp

14


Đồ Án Tự Động Hóa Sản Xuất

GVHD: Lưu Thanh Tùng

Nhận xét hệ thống: do bàn đóng 20 quay với tốc độ bằng với các đầu đóng quanh trục
chính nên quá trình đóng nắp diễn ra liên tục. Vì vậy ưu điểm của hệ thống là năng suất
cao. Bên cạnh đó hệ thống sử dụng cơ cấu cam nên độ tin cậy của hệ thống cao và làm

việc ổn định.
Ngoài ra hệ thống có những nhược điểm là: cơ cấu cam khó chế tạo, phải bôi trơn
cam thường xuyên để tránh cam bị mòn.
1.3.2.2 Cụm đóng sử dụng hệ thống con lăn:

Hình 1.11: Siết nắp bằng các con lăn.
Trong trường hợp này nắp được siết vào chai nhờ vào hệ thống các con lăn. Hệ thống
có cấu tạo như hình 1.12 và 1.13
Hai dây đai 49 hai bên và xích tải 41 có tốc độ di chuyển bằng nhau và có chiều
chuyển động như hình 6.
Nguyên lý hoạt động của hệ thống: chai được di chuyển trên xích tải 41 và được cấp
nắp trước khi đi vào vị trí các con lăn 75, 76, 77 (hình 1.13). Khi đi vào hệ thống 3 cặp
con lăn 75, 76, 77 thì chai được kẹp ở giữa bởi hai dây dai 49 để giữ chai không bị xoay
khi siết nắp. Các cặp con lăn quay theo chiều ngược chiều kim đồng hồ siết chặt nắp vào
chai. Quá trình siết nắp được thực hiện từ từ khi chai di chuyển qua vị trí các cặp con lăn
75, 76 và 77.
Để nắp chai không bị rớt ra khỏi chai hay bị nghiêng khi đi vào các con lăn và trong
quá trình siết nắp thì trên hệ thống bố trí thanh 55 (hình 1.12) có tác dụng giữ cân bằng
và ổn định cho nắp chai.

15


Đồ Án Tự Động Hóa Sản Xuất

GVHD: Lưu Thanh Tùng

40: chai

52: bánh đai

41: xích tải

53: con lăn

49: đai

55: trục bánh đai

50: thanh cân bằng, ổn định nắp
trên chai.

58: ổ bi
78: động cơ

Hình 1.12: Cấu tạo hệ thống siết nắp bằng con lăn

16


Đồ Án Tự Động Hóa Sản Xuất

GVHD: Lưu Thanh Tùng

16: nắp chai

49: đai

40: chai

75, 76, 77: các cặp con lăn

41: xích tải
Hình 1.13: Nguyên lý hoạt động của hệ thống.

17


Đồ Án Tự Động Hóa Sản Xuất

GVHD: Lưu Thanh Tùng

78: động cơ
81, 84, 90: dây đai
79, 80, 89, 91, 85, 86: bánh đai
82, 87, 92: trục
Hình 1.14: Hệ thống truyền động cho các con lăn.
18


Đồ Án Tự Động Hóa Sản Xuất

GVHD: Lưu Thanh Tùng

Nhận xét hệ thống: hệ thống này siết nắp khi các chai dang di chuyển nên không có
thời gian dừng khi đóng nắp do đó năng suất cao, hoạt động liên tục. Tuy nhiên do hai
dây đai đè lên thân chai để chống xoay khi đóng nắp nên hệ thống đóng này chỉ phù hợp
với các chai có thân cứng như chai thuốc... Ngoài ra do sử dụng các con lăn để siết nắp
nên hệ thống này rất thích hợp siết các nắp có hình dáng đặc biệt như nắp chai nược hoa,
chai nước rửa chén…

Sau khi xem xét và so sánh các hệ thống trên nhóm thiết kế đã lựa chọn phương án
thực thi sản phẩm như sau:
Về cụm cấp phôi nắp chai: lựa chọn cơ cấu cấp phôi dạng băng tải nghiêng.
Về cụm đóng nắp: lựa chọn hệ thống sử dụng các đầu đóng được chuyền động bằng
cơ cấu cam.

19


Đồ Án Tự Động Hóa Sản Xuất

GVHD: Lưu Thanh Tùng

Chương II:
THIẾT KẾ SƠ BỘ

2.1 Sơ đồ khối của hệ thống:
Như đã trình bày ở trên hệ thống đóng nắp gồm có hai cụm: cụm cấp nắp và cụm
đóng nắp. Cụm cấp nắp sử dụng cơ cấu cấp nắp chai dạng băng tải nghiêng còn cụm
đóng nắp sử dụng hệ thống 8 đầu đóng được truyền động bằng cam.

Hình 2.1: Sơ đồ khối của hệ thống.
2.2 Nguyên lý của hệ thống thiết kế:
Nguyên lý hoạt động của hệ thống thiết kế (hình 2.1): chai được di chuyển trên xích
tải 1 và được tách ra bằng cơ cấu tách phôi dạng xoắn vít 2. Nắp được cấp vào chai nhờ
vào cơ cấu máng nắp 3 rồi được đưa vào cụm đóng nắp 5 nhờ vào đĩa chuyển chai 4. Tại
cụm đóng nắp 5 thì chai được kẹp chặt và nắp được siết chặt vào chai. Chai đã đóng nắp
được đưa trở lại xích tải nhờ đĩa 6.
Cơ cấu 2, 4 và 6 đóng vai trò là cơ cấu phân phối, tách liệu.
Cụm đóng nắp 5 gồm có 1 đĩa quay mang chai và 8 đầu đóng. Các đầu đóng này được

chuyển động quay liên tục quanh trục chính cùng với đĩa mang chai. Ngoài ra nó cũng
chuyển động tịnh tiến lên xuống để tiếp xúc với chai nhờ vào cơ cấu cam ở trên và
chuyển động quay quanh trục của nó theo chiều kim đồng hồ để siết nắp vào chai.

20


Đồ Án Tự Động Hóa Sản Xuất

GVHD: Lưu Thanh Tùng

Hình 2.2: Sơ đồ nguyên lý của hệ thống thiết kế
2.3 Cơ cấu cấp nắp vào chai:
Khi di chuyển trên xích tải, chai tách ra nhờ cơ cấu tách phôi kiểu xoắn vít 2 và được
cấp nắp vào nhờ cơ cấu 3 (hình 2.2). Cấu tạo của cơ cấu này và nguyên lý hoạt động của
cơ cấu này được trình bày trong hình 2.3: cơ cấu gồm có thanh 9 dùng để chứa nắp chai
được bố trí nghiêng một góc từ 20÷30o, đầu kẹp 11 giúp giữ nắp không bị rơi, cơ cấu 10
giữ thăng bằng cho nắp trên miệng chai.

Hình 2.3: Cơ cấu máng nắp vào miệng chai

21


Đồ Án Tự Động Hóa Sản Xuất

GVHD: Lưu Thanh Tùng

Chai 7 di chuyển trên xích tải cấp nắp ngay trên xích tải, khi chai di chuyển đến cơ
cấu cấp nắp 3 thì nắp 8 được gắn vào miệng chai và được cân bằng nhờ cơ cấu 10 (hình

2.3).
2.4 Lựa chọn các kích thước hệ thống:
Chọn chai có đường kính thân là 60mm và chiều cao 250mm.
Đĩa chuyển chai 4 và 6 (hình 2.2) có đường kính là 250mm.
Cụm đóng 5 (hình 2.2) có bán kình là 500mm.
Tổng chiều dài xích tải 3m.

(a) Hình chiếu bằng của hệ thống.

(b) Hình chiếu đứng của hệ thống.

Hình 2.4
22


Đồ Án Tự Động Hóa Sản Xuất

GVHD: Lưu Thanh Tùng

Chương III:
THIẾT KẾ ĐỘNG HỌC

3.1 Sơ đồ nguyên lý:

Hình 3.1: Hệ thống đóng nắp chai
Chai được di chuyển bởi xích tải. Sau khi đến cơ cấu tách phôi kiểu xoắn vít, chai sẽ
được cấp nắp thông qua cơ cấu máng nắp 1 (hình 14), nắp đươc máng vào cổ chai và
được cân bằng trên chai nhờ cơ cấu 2.

Hình 3.2: Cơ cấu tách phôi xoắn vít và cơ cấu máng nắp

23


Đồ Án Tự Động Hóa Sản Xuất

GVHD: Lưu Thanh Tùng

Chai (đã có nắp) di chuyển theo rãnh của trục vít và được chuyển vào cụm đóng nắp
nhờ đĩa 3. Cụm đóng bao gồm đĩa 4 và các đầu đóng 6 (có 8 đầu đóng). Các đầu đóng
này quay đồng bộ với đĩa 4, ngoài ra các đầu này cũng chuyển động tịnh tiến lên xuống
nhờ cơ cấu cam 8 (hình 3.3) và quay quanh trục của nó.

Hình 3.3: Cụm đóng nắp
Khi chai di đến vị trí đóng thì nó được kẹp chặt và đầu đóng tương ứng di chuyển
xuống đè lên nắp chai và siết nắp chặt vào chai (mômen siết nắp được tạo ra do các đầu
đóng quay theo chiều kim đồng hồ quanh trục của nó). Chai sau khi được siết nắp thì
được đưa trở lại xích tải nhờ đĩa 5 (hình 3.3).
Cấu tạo: cụm đóng nắp gồm có:
- Mâm 4 có đường kính 500mm, trên mâm 4 có 8 khe để chứa chai.
- Đầu đóng 6: có 8 đầu đóng tương ứng với 8 khe chứa chai trên mâm 4. Các đầu
đóng này quay quanh trục chính (quay đồng bộ với mâm 4). Các đầu đóng này di
chuyển tịnh tiến lên xuống nhờ vào cơ cấu cam trụ 8 khi nó quay quanh trục chính.
24


Đồ Án Tự Động Hóa Sản Xuất

GVHD: Lưu Thanh Tùng

Trên các trục đầu đóng có bánh răng 16 ăn khớp với bánh răng cố định 17. Vì vậy khi

các quay quanh trục chính theo chiều kim đồng hồ thì nó cũng quay quanh trục của
chính nó theo chiều kim đồng hồ.
- Như vậy các đầu đóng có 3 chuyển động là chuyển động quay quanh trục chính,
chuyển động tịnh tiến và chuyển động quay quanh trục của chính nó.
- Cơ cấu kẹp chai 7 (hình 3.4): có 8 cơ cấu kẹp tương ứng với vị trí của 8 khe chứa
chai trên mâm 4. Các cơ cấu này được dẫn động bằng cam 9. Tại vị trí đóng cam đẩy
2 má kep kẹp chặt vào cổ chai.

Hình 3.4: Cơ cấu kẹp chai
3.2 Tính toán hệ thống:
3.2.1 Tính toán vận tốc:
Chọn đường kính thân chai là 60mm
Đường kính mâm chính là 500mm, đường kính 2 mâm phụ 250mm
Số đầu đóng là 8 (trục của các đầu đóng nằm trên đường tròn đường kính 500mm)
Chọn năng suất đóng làm 2 chai/s (7200 chai/h)
Tính toán vận tốc quay của cụm đóng và bảng tải:
Giả sử các chai di chuyển liên tục.

25