tính toán, thiết kế hệ thống đóng nắp chai trong dây chuyền sản xuất nước đóng chai
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (3.4 MB, 83 trang )
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ
KHOA CÔNG NGHỆ
LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC
TÍNH TOÁN, THIẾT KẾ HỆ THỐNG
ĐÓNG NẮP CHAI TRONG DÂY
CHUYỀN SẢN XUẤT NƯỚC
ĐÓNG CHAI
CÁN BỘ HƯỚNG DẪN
SINH VIÊN THỰC HIỆN
Mai Vĩnh Phúc
Trịnh Minh Phước (MSSV: 1110411)
Ngành Cơ Khí Chế Tạo Máy K37
Tháng 5 năm 2015
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
KHOA CÔNG NGHỆ
Độc lập – Tự do – Hạnh phúc
BỘ MÔN KỸ THUẬT CƠ KHÍ
NHẬN XÉT VÀ ĐÁNH GIÁ CỦA CÁN BỘ HƯỚNG DẪN
1. Cán bộ hướng dẫn: Mai Vĩnh Phúc.
2. Đề tài: Tính toán, thiết kế hệ thống đóng nắp chai trong dây chuyền sản xuất nước
đóng chai.
3. Sinh viên thực hiện: Trịnh Minh Phước
MSSV: 1110411
4. Lớp: Cơ khí chế tạo máy
Khóa : 37
5. Nội dung nhận xét:
a. Hình thức của tập thuyết minh: .....................................................................................
……………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………
b. Bản vẽ: ……………………………………………………………………………......
……………………………………………………………………………………………
c. Nội dung:
Công việc và nội dung đã đạt được: ……………………........................................
……………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………
Những vấn đề còn hạn chế: ……………………………………………………….
……………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………
d. Nhận xét của từng sinh viên tham gia thực hiện đề tài: ………………………………
……………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………
e. Kết luận đề nghị: ……………………………………………………………………...
……………………………………………………………………………………………
6. Đánh giá điểm: ………………………………………………………………………..
Cần Thơ, ngày….tháng….năm 2015
Cán bộ hướng dẫn
Mai Vĩnh Phúc
i
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
KHOA CÔNG NGHỆ
Độc lập – Tự do – Hạnh phúc
BỘ MÔN KỸ THUẬT CƠ KHÍ
NHẬN XÉT VÀ ĐÁNH GIÁ CỦA CÁN BỘ CHẤM PHẢN BIỆN
1. Cán bộ chấm phản biện:
2. Đề tài: Tính toán, thiết kế hệ thống đóng nắp chai trong dây chuyền sản xuất nước
đóng chai.
3. Sinh viên thực hiện: Trịnh Minh Phước
MSSV: 1110411
4. Lớp: Cơ khí chế tạo máy
Khóa : 37
5. Nội dung nhận xét:
a. Hình thức của tập thuyết minh: .....................................................................................
……………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………
b. Bản vẽ: ……………………………………………………………………………......
……………………………………………………………………………………………
c. Nội dung:
Công việc và nội dung đã đạt được: ……………………........................................
……………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………
Những vấn đề còn hạn chế: ……………………………………………………….
……………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………
d. Nhận xét của từng sinh viên tham gia thực hiện đề tài: ………………………………
……………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………
e. Kết luận đề nghị: ……………………………………………………………………...
……………………………………………………………………………………………
6. Đánh giá điểm: ………………………………………………………………………..
Cần Thơ, ngày….tháng….năm 2015
Cán bộ chấm phản biện
ii
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
KHOA CÔNG NGHỆ
Độc lập – Tự do – Hạnh phúc
BỘ MÔN KỸ THUẬT CƠ KHÍ
NHẬN XÉT VÀ ĐÁNH GIÁ CỦA CÁN BỘ CHẤM PHẢN BIỆN
1. Cán bộ chấm phản biện:
2. Đề tài: Tính toán, thiết kế hệ thống đóng nắp chai trong dây chuyền sản xuất nước
đóng chai.
3. Sinh viên thực hiện: Trịnh Minh Phước
MSSV: 1110411
4. Lớp: Cơ khí chế tạo máy
Khóa : 37
5. Nội dung nhận xét:
a. Hình thức của tập thuyết minh: .....................................................................................
……………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………
b. Bản vẽ: ……………………………………………………………………………......
……………………………………………………………………………………………
c. Nội dung:
Công việc và nội dung đã đạt được: ……………………........................................
……………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………
Những vấn đề còn hạn chế: ……………………………………………………….
……………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………
d. Nhận xét của từng sinh viên tham gia thực hiện đề tài: ………………………………
……………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………
e. Kết luận đề nghị: ……………………………………………………………………...
……………………………………………………………………………………………
6. Đánh giá điểm: ………………………………………………………………………..
Cần Thơ, ngày….tháng….năm 2015
Cán bộ chấm phản biện
iii
LỜI CÁM ƠN
Em xin chân thành cám ơn:
Cha mẹ đã động viên, khuyến khích, nung đúc cho con một động lực học tập,
tạo cho con những điều kiện thuận lợi trong suốt những năm học phổ thông và một
chặng đường dài ở Đại Học.
Cám ơn các thầy cô đã dạy dỗ em trong suốt thời gian học tập. Đặc biệt em xin
cám ơn thầy Mai Vĩnh Phúc đã hướng dẫn tận tình trong thời gian làm luận văn.
Cám ơn tất cả các bạn sinh viên Cơ khí chế tạo máy k37 đã giúp đỡ, tạo môi
trường học tập tốt.
Cuối cùng em xin chúc cha mẹ, thầy cô và các bạn sinh viên dồi dào sức khỏe,
hạnh phúc và thành công.
Sinh viên thực hiện
Trịnh Minh Phước
iv
TÓM TẮT ĐỀ TÀI
Với sự phát triển nhanh chóng của công nghiệp hiện nay rất nhiều quá trình sản
xuất được tự động hóa. Trong đó dây chuyền đóng nắp chai tự động là một trong
những hệ thống được sử dụng rộng rãi và phổ biến. Máy đóng nắp chai được ứng dụng
rộng rãi trong ngành sản xuất đồ uống, mỹ phẩm và hóa chất công nghiệp… Máy có
tác dụng đóng bao kín các loại chai nhựa, thủy tinh, chai rượu,…
Trong dây chuyền sản xuất nước đóng chai thì hệ thống xoắn nắp chai được
xem là bộ phận quan trọng nhất. Nó đảm bảo việc niêm phong kín, không rò rỉ nguyên
liệu ra ngoài còn đảm bảo cho việc vận chuyển và bảo quản. Nên cần thiết kế một hệ
thống xoắn nắp chai dựa vào các yêu cầu của hệ thống, qua đó tính toán các chi tiết.
Sau khi đã có đầy đủ các thông số thì tiến hành thiết kế xây dựng mô hình trên máy
tính.
Với những việc đạt được sẽ làm nền tảng cho việc ứng dụng hệ thống xoắn nắp
chai vào các dây chuyền sản xuất nước đóng chai. Tạo điều kiện phát triển cho ngành
sản xuất nước đóng chai ở Việt Nam.
v
MỤC LỤC
NHẬN XÉT VÀ ĐÁNH GIÁ CỦA CÁN BỘ HƯỚNG DẪN ....................................i
NHẬN XÉT VÀ ĐÁNH GIÁ CỦA CÁN BỘ CHẤM PHẢN BIỆN.........................ii
NHẬN XÉT VÀ ĐÁNH GIÁ CỦA CÁN BỘ CHẤM PHẢN BIỆN....................... iii
LỜI CÁM ƠN ............................................................................................................ iv
TÓM TẮT ĐỀ TÀI..................................................................................................... v
MỤC LỤC.................................................................................................................. vi
DANH MỤC HÌNH ................................................................................................... ix
DANH MỤC BẢNG .................................................................................................. xi
Chương 1 ..................................................................................................................... 1
TỔNG QUAN .......................................................................................................... 1
1.1. Đặt vấn đề .................................................................................................... 1
1.2. Các loại máy đóng nắp chai ở Việt Nam ...................................................... 2
1.3. Tình hình ngoài nước ................................................................................... 7
1.4. Tổng quan về hệ thống đóng nắp chai ........................................................ 10
Chương 2 ................................................................................................................... 12
CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ........................................................................ 12
2.1. Các yêu cầu đối với máy đóng nắp chai ..................................................... 12
2.2. Xác định chức năng và lập sơ đồ khối chức năng ....................................... 12
2.2.1. Xác định chức năng của máy ............................................................... 12
2.2.2. Các biến thể của sơ đồ khối chức năng ................................................ 13
2.2.3. Thiết lập nguyên lý hoạt động.............................................................. 15
2.2.4. Lập bảng ma trận để chọn hệ số gia trọng ............................................ 18
2.2.5. Lập bảng lựa chọn phương án thiết kế ................................................. 19
2.3. Lựa chọn .................................................................................................... 20
2.3.1. Phễu cấp phôi ................................................................................... 20
2.3.1.1. Phễu cấp phôi kiểu đĩa quay........................................................... 20
2.3.1.2. Phễu cấp phôi kiểu cánh gạt ........................................................... 21
2.3.1.3. Phễu cấp phôi kiểu giá nâng........................................................... 21
2.3.1.4. Phễu cấp phôi kiểu móc quay ......................................................... 22
vi
2.3.1.5. Phễu cấp phôi định hướng bằng rãnh ............................................. 23
2.3.1.6. Phễu cấp phôi rung động................................................................ 23
2.3.2. Động cơ điện .................................................................................... 25
2.3.3. Băng tải dạng đĩa.............................................................................. 29
Chương 3 ................................................................................................................... 31
TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CƠ CẤU ĐỘNG HỌC ............................................... 31
3.1. Chọn động cơ và phân phối tỉ số truyền ..................................................... 31
3.1.1. Chọn động cơ điện ........................................................................... 31
3.1.2. Phân phối tỉ số truyền ....................................................................... 34
3.2. Thiết kế bộ truyền bánh răng cấp nhanh ..................................................... 36
3.2.1. Chọn vật liệu và phương pháp nhiệt luyện ........................................ 37
3.2.2. Định ứng suất cho phép .................................................................... 37
3.2.3. Sơ bộ lấy hệ số tải trọng ................................................................... 39
3.2.4. Chọn hệ số chiều rộng bánh răng...................................................... 39
3.2.5. Tính khoảng cách trục ...................................................................... 39
3.2.6. Tính vận tốc vòng của bánh răng và chọn cấp chính xác chế tạo bánh
răng
………………………………………………………………………39
3.2.7. Định chính xác hệ số tải trọng và khoảng cách trục .......................... 39
3.2.8. Xác định môđun số răng của răng..................................................... 40
3.2.9. Kiểm nghiệm sức bền uốn của răng .................................................. 40
3.2.10. Định các thông số hình học chủ yếu của bộ truyền ........................... 41
3.2.11. Tính lực vòng tác dụng lên trục ........................................................ 42
3.3. Thiết kế bộ truyền bánh răng cấp chậm ...................................................... 42
3.3.1. Chọn vật liệu và phương pháp nhiệt luyện ........................................ 43
3.3.2. Định ứng suất tiếp xúc và ứng suất uốn cho phép ............................. 43
3.3.3. Sơ bộ lấy hệ số tải trọng ................................................................... 44
3.3.4. Chọn hệ số chiều rộng bánh răng...................................................... 45
3.3.5. Tính khoảng cách trục ...................................................................... 45
3.3.6. Tính vận tốc vòng của bánh răng và chọn cấp chính xác chế tạo ...... 45
3.3.7. Định chính xác hệ số tải trọng và khoảng cách trục .......................... 45
3.3.8. Xác định môđun, số răng của răng.................................................... 45
3.3.9. Kiểm nghiệm sức bền uốn của răng .................................................. 46
3.3.10. Định các thông số hình học chủ yếu của bộ truyền ........................... 46
3.3.11. Tính lực vòng tác dụng lên trục ........................................................ 47
3.4. Thiết kế bánh răng trên trục chính .............................................................. 47
vii
3.4.1. Thông số bánh răng .......................................................................... 47
3.4.2. Kiểm nghiệm sức bền uốn của răng .................................................. 48
3.4.3. Kiểm nghiệm sức bền của răng khi chịu quá tải đột ngột .................. 49
3.5. Thiết kế trục chính ..................................................................................... 49
3.5.1. Tính sức bền trục.............................................................................. 50
3.5.2. Kiểm nghiệm trục chính ................................................................... 53
3.5.3. Thiết kế trục xoắn ............................................................................ 55
3.5.4. Tính then trục chính ......................................................................... 59
3.5.5. Tính then trục xoắn .......................................................................... 61
3.6. Chọn ổ lăn.................................................................................................. 62
3.6.1. Chọn ổ lăn trục chính ....................................................................... 62
3.6.2. Chọn ổ lăn trục xoắn ........................................................................ 63
3.7. Lực siết nắp chai ........................................................................................ 64
3.8. Cơ cấu vận chuyển chai.............................................................................. 65
3.9. Cơ đấu xoắn chai........................................................................................ 66
3.10. Chọn xylanh ............................................................................................... 67
3.11. Phân bố thời gian xoắn chai ....................................................................... 68
Chương 4 ................................................................................................................... 70
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ............................................................................... 70
4.1. Kết luận ..................................................................................................... 70
4.2. Kiến nghị ................................................................................................... 70
TÀI LIỆU THAM KHẢO..................................................................................... 71
viii
DANH MỤC HÌNH
Hình 1.1: Máy đóng nắp chai........................................................................................ 2
Hình 1.2 Máy xoắn nắp FXZ-1 ..................................................................................... 3
Hình 1.3: Máy xúc rửa, chiết rót, đóng nắp bình 20L 3 trong 1 ..................................... 4
Hình 1.4: Máy xoắn nắp chai JGS - 880 ....................................................................... 5
Hình 1.5: Máy rửa, chiết, xoắn nắp chai nước có gas MKTECH 50 – 50 -15 ................ 6
Hình 1.6: Máy xoắn nắp chai DCGF32- 32 -10 ............................................................ 8
Hình 1.7: Máy xoắn nắp chai CGF18-18-6 ................................................................... 9
Hình 1.8: Hệ thống đóng nắp chai .............................................................................. 11
Hình 2.1: Sơ đồ khối chức năng 1 ............................................................................... 13
Hình 2.2: Sơ đồ khối chức năng 2 ............................................................................... 13
Hình 2.3: Sơ đồ khối chức năng 1 ............................................................................... 13
Hình 2.4: Sơ đồ biến thể 1 .......................................................................................... 13
Hình 2.5: Sơ đồ biến thể 2 .......................................................................................... 14
Hình 2.7: Sơ đồ biến thể 4 .......................................................................................... 14
Hình 2.8: Sơ đồ biến thể 5 .......................................................................................... 14
Hình 2.9: Các nguyên lý hoạt động ............................................................................. 15
Hình 2.11: Phễu cấp phôi cánh gạt.............................................................................. 21
Hình 2.12: Phễu cấp phôi kiểu giá nâng ...................................................................... 21
Hình 2.13: Phễu cấp phôi có móc quay ....................................................................... 22
Hình 2.14: Phễu cấp phôi định hướng bằng rãnh ........................................................ 23
Hình 2.15: Phễu cấp phôi rung ................................................................................... 24
Hình 2.16: Động cơ điện một chiều vĩnh cửu .............................................................. 26
Hình 2.15: Sơ đồ phân loại động cơ điện .................................................................... 29
Hình 2.17: Băng tải dạng đĩa ...................................................................................... 29
Hình 3.1. Sơ đồ động .................................................................................................. 32
Hình 3.2. Sơ đồ trục chính .......................................................................................... 50
Hình 3.3. Biểu đồ nội lực trục chính ........................................................................... 52
Hình 3.4: Sơ đồ trục xoắn ........................................................................................... 56
Hình 3.5: Biiểu đồ nội lực trục xoắn ........................................................................... 58
Hình 3.6: Sơ đồ chọn ổ cho trục chính ........................................................................ 62
Hình 3.7. Sơ đồ chọn ổ cho trục xoắn ......................................................................... 63
Hình 3.8: Đĩa tải trên .................................................................................................. 66
Hình 3.9: Đĩa tải dưới ................................................................................................. 66
Hình 3.10: Đầu xoắn chai ........................................................................................... 67
ix
Hình 3.11: Xylanh ...................................................................................................... 68
x
DANH MỤC BẢNG
Bảng 1.1: Thông số kỹ thuật máy FXZ - 1 .................................................................... 3
Bảng 1.2: Thông số kỹ thuật máy QGF - 100................................................................ 4
Bảng 1.3: Thông số kỹ thuật máy JGS – 880 ................................................................ 5
Bảng 1.4: Thông số kỹ thuật máy MKTECH 50 – 50 -15 ............................................ 7
Bảng 1.5: Thông số kỹ thuật máy DCGF32- 32 -10 ...................................................... 8
Bảng 1.6: Thông số kỹ thuật máy xoắn CGF 18 - 18 – 6............................................... 9
Bảng 2.1: Biểu đồ hình thái Zwicky ........................................................................... 16
Bảng 2.2: Ma trận chọn hệ số gia trọng ...................................................................... 18
Bảng 2.3: Lựa chọn phương án thiết kế ...................................................................... 19
Bảng 3.1. Bảng số liệu động học và động lực học trên các trục của hệ thống dẫn động
................................................................................................................................... 36
xi
Tính toán, thiết kế hệ thống đóng nắp chai trong dây chuyền sản xuất nước đóng chai
Chương 1
TỔNG QUAN
1.1.
Đặt vấn đề
Nhu cầu sử dụng nước khoáng, nước giải khát đã có từ xa xưa. Loại nước giải
khát không gas (không CO2) đầu tiên xuất hiện vào thế kỷ XVII với thành phần pha
chế gồm nước lọc, chanh và một chút mật ong. Sau đó, nhiều loại nước được pha chế
thành công như nước giải khát có gas, nước khoáng nhân tạo và một số thảo dược được
thêm vào thức uống… Năm 1676, Công ty Compagnie de Limonadiers (Pháp) độc
quyền bán các loại nước chanh giải khát. Người bán mang các thùng đựng nước chanh
trên lưng và đi bán dọc đường phố Paris. Tại các tiệm thuốc của Mỹ đều có quầy bán
nước giải khát. Do khách hàng thích đem thức uống về nhà và sự tiện dụng khát là có
ngay để uống nên ngành công nghiệp sản xuất nước đóng chai đã phát triển để đáp ứng
nhu cầu của khách hàng.
Khoảng 1,500 bằng sáng chế Mỹ đã được cấp phát cho các loại phát minh về
nắp và chai. Đến năm 1892, William Painter ông chủ cửa hàng bán máy móc tại
Baltimore (Mỹ) nhận bằng sáng chế ra loại nắp chai ngăn chặn bọt gas hữu hiệu nhất
có tên gọi “Crown Cork Bottle Seal”. Khi đã thành công với loại nắp chai ông William
Painter đã sáng chế ra loại máy đóng nắp chai với công suất 60 – 100 chai/h. Sau đó,
năm 1973 quy trình đóng nắp chai nhựa nhiệt dẻo, năm 1977 máy đóng nắp có băng
truyền tải ra đời…
GVHD: Mai Vĩnh Phúc
1
SVTH: Trịnh Minh Phước
Tính toán, thiết kế hệ thống đóng nắp chai trong dây chuyền sản xuất nước đóng chai
Hình 1.1: Máy đóng nắp chai
1.2.
Các loại máy đóng nắp chai ở Việt Nam
Với nhu cầu phát triển như vậy chúng ta cũng chế tạo ra nhiều loại máy xoắn
nắp chai, đặc biệt là các máy xoắn nắp chai cỡ nhỏ và trung bình.
Một số máy đóng nắp chai:
-
Máy xoắn nắp FXZ-1 Công ty Minh Tân ETA Hà Nội
Máy thích hợp cho chai nhựa, thủy tinh, tính năng hoàn thiện, làm việc đáng tin
cậy, thao tác thuận tiện, bảo dưỡng đơn giản.
GVHD: Mai Vĩnh Phúc
2
SVTH: Trịnh Minh Phước
Tính toán, thiết kế hệ thống đóng nắp chai trong dây chuyền sản xuất nước đóng chai
Hình 1.2 Máy xoắn nắp FXZ-1
Thông số kỹ thuật máy FXZ-1:
Mã hàng
FXZ – 1
Sản lượng
2400 chai/giờ
Đường kính chai
50 -100 mm
Đường kính miệng chai
20 - 35 mm
Độ cao của chai
150 – 320 mm
Công suất
0,75 Kw
Kích thước ngoài
900 – 700 – 1900 mm
Trọng lượng
350 Kg
Bảng 1.1: Thông số kỹ thuật máy FXZ - 1
GVHD: Mai Vĩnh Phúc
3
SVTH: Trịnh Minh Phước
Tính toán, thiết kế hệ thống đóng nắp chai trong dây chuyền sản xuất nước đóng chai
Công ty cổ phần thương mại Việt An đường Bàu Cát 7 - Tân Bình - TP.HCM:
Cơ sở sản xuất nước đóng bình 20L và dây chuyền sản suất nước khoáng có gas.
-
Máy đóng nắp bình 20L QGF - 100
Hình 1.3: Máy xúc rửa, chiết rót, đóng nắp bình 20L 3 trong 1
Thông số kỹ thuật máy QGF - 100:
Model
QGF - 100
Điện áp
220V
Công suất
3,68 Kw
Dung tích chiết
3 – 5 galon
Đường kính bình nước
230 – 420 mm, 276 – 496 mm
Năng suất
100 bình/giờ
Bảng 1.2: Thông số kỹ thuật máy QGF - 100
GVHD: Mai Vĩnh Phúc
4
SVTH: Trịnh Minh Phước
Tính toán, thiết kế hệ thống đóng nắp chai trong dây chuyền sản xuất nước đóng chai
-
Máy xoắn nắp chai JGS - 880
Hình 1.4: Máy xoắn nắp chai JGS - 880
Thông số kỹ thuật máy JGS – 880:
Model
JGS – 1
Sản lượng
800 chai/giờ
Đường kính miệng chai
20 - 35 mm
Độ cao của chai
70 – 330 mm
Điện áp
220V
Kích thước ngoài
560 – 240 – 970 mm
Trọng lượng
65 Kg
Bảng 1.3: Thông số kỹ thuật máy JGS – 880
GVHD: Mai Vĩnh Phúc
5
SVTH: Trịnh Minh Phước
Tính toán, thiết kế hệ thống đóng nắp chai trong dây chuyền sản xuất nước đóng chai
Máy xoắn nắp chai JGS – 880 là loại máy dùng để xoáy nút chai dạng nắp nhôm
giống chai vodka hoặc chai nhựa. Với cấu tạo đơn giản nhưng đầy hiệu quả sẽ giúp cho
việc đóng nắp được thuận lợi. Với chức năng xoáy nút vặn ren và xoáy nút dập, đây là
loại máy cấu tạo bán thủ công, giá thành thấp.
Công ty cổ phần công nghệ Minh Đức ở Vạn Phúc – Hà Nội với dây chuyền sản
xuất nước ngọt có gas.
-
Máy rửa, chiết, xoắn nắp chai nước có gas MKTECH 50 – 50 -15
Hình 1.5: Máy rửa, chiết, xoắn nắp chai nước có gas MKTECH 50 – 50 -15
GVHD: Mai Vĩnh Phúc
6
SVTH: Trịnh Minh Phước
Tính toán, thiết kế hệ thống đóng nắp chai trong dây chuyền sản xuất nước đóng chai
Thông số kỹ thuật máy xoắn nắp chai MKTECH 50 – 50 -15:
Loại chai
Chai nhựa tròn hoặc vuông
Kích thước chai
Đường kính 50 -90 mm, chiều cao 150 – 320 mm
Kích thước nắp
Đường kính 25 -35 mm, chiều cao 15 = 25 mm
500ml từ 17000 -18000 bình/giờ
Năng suất
1500ml từ 5800 – 6000 bình/giờ
Số đầu xoắn nắp
15 đầu
Moter xoắn
0,18 Kw
Bảng 1.4: Thông số kỹ thuật máy MKTECH 50 – 50 -15
Ở Việt Nam hiện nay, nhiều đề tài nghiên cứu về dây chuyền sản xuất nước giải
khát như: đề tài thiết kế điều khiển giám sát cho hệ thống rót, đóng nắp chai và đóng
thùng nước giải khát sử dụng Simatic S7 – 300 và WinCC, đồ án thiết kế máy đóng
nắp chai bia, đề tài thiết kế kỹ thuật máy chiết rót và định lượng bia năng suất 2000
chai/giờ, đồ án thiết kế hệ thống vô nước chai tự động.
1.3.
Tình hình ngoài nước
Công ty PesiBottlingVentures trụ sở ở 4141 Parklake Ave STE 600Raleigh, NC
27612
GVHD: Mai Vĩnh Phúc
7
SVTH: Trịnh Minh Phước
Tính toán, thiết kế hệ thống đóng nắp chai trong dây chuyền sản xuất nước đóng chai
-
Máy xoắn nắp chai DCGF32- 32 -10
Hình 1.6: Máy xoắn nắp chai DCGF32- 32 -10
Thông số kỹ thuật máy DCGF32- 32 -10:
Model
DCGF32- 32 -10
Năng lực sản xuất
12000b / h (500ml chai PET)
Tổng công suất
6 kW
Số đầu siết
10
Đường kính chai
50 – 110 mm
Chiều cao chai
150 – 340 mm
Bảng 1.5: Thông số kỹ thuật máy DCGF32- 32 -10
GVHD: Mai Vĩnh Phúc
8
SVTH: Trịnh Minh Phước
Tính toán, thiết kế hệ thống đóng nắp chai trong dây chuyền sản xuất nước đóng chai
Công ty Coca – Cola Co ở Mỹ.
-
Máy xoắn nắp chai CGF18-18-6.
Hình 1.7: Máy xoắn nắp chai CGF18-18-6
Thông số kỹ thuật máy CGF 18 - 18 – 6:
Model
CGF 18 - 18 - 6
Số đầu xoắn
6
Nắng suất
6000 bình phút
Chiều cao chai
150 – 310 mm
Đường kính chai
50 – 100 mm
Loại nắp
Nắp nhựa có ren
Bảng 1.6: Thông số kỹ thuật máy xoắn CGF 18 - 18 – 6
GVHD: Mai Vĩnh Phúc
9
SVTH: Trịnh Minh Phước
Tính toán, thiết kế hệ thống đóng nắp chai trong dây chuyền sản xuất nước đóng chai
Trên thế giới đã có nhiều bằng sáng chế về dây chuyền sản xuất nước giải khát:
Năm 2014 bằng sáng chế “Bộ máy rót chai/ phương pháp đóng nắp (Bottle filling/
capping methods and apparatus)” của Church & Dwight Co, năm 2012 với “Máy ứng
dụng cho các nắp trên các hộp đựng như chai và các loại tương tự (Machine for
application of caps on containers such as bottles and the like) của Arol SpA, năm 2003
“Ứng dụng thiết bị dừng chai để chống lại moment xoắn (Device for stopping a bottle
against applied torque) của Hans Hoess…
1.4.
Tổng quan về hệ thống đóng nắp chai
Với sự phát triển nhanh chóng của công nghiệp hiện nay rất nhiều quá trình sản
xuất được tự động hóa. Trong đó, dây chuyền đóng nút chai tự động là một trong
những hệ thống được sử dụng rộng rãi và phổ biến.
Máy đóng nắp chai được ứng dụng rộng rãi trong ngành sản xuất đồ uống, mỹ
phẩm và hóa chất công nghiệp… Máy có tác dụng đóng bao kín các loại chai nhựa,
thủy tinh, chai rượu, đảm bảo việc niêm phong kín, không rò rỉ nguyên liệu ra ngoài.
GVHD: Mai Vĩnh Phúc
10
SVTH: Trịnh Minh Phước
Tính toán, thiết kế hệ thống đóng nắp chai trong dây chuyền sản xuất nước đóng chai
Hình 1.8: Hệ thống đóng nắp chai
Hệ thống sản xuất nước đóng chai hiện đại được liên kết với nhau bởi nhiều
khâu: khâu cấp chai, rửa chai, rót liệu, đóng nắp, dán nhãn…
Quy trình đóng nắp chai: Khâu đóng nắp gồm cấp nắp và đóng nắp chai. Cơ
cấu cấp nắp đã được gài sẵn trên băng tải. Khi chai được rót đầy liệu,
băng tải chuyển chai đến vị trí đóng nắp nhờ cảm biến vị trí hệ thống băng tải sẽ dừng
lại ngay vị trí đóng. Cảm biến sẽ báo cho bộ điều khiển, điều khiển hệ thống đóng nắp
chai. Sau khi đóng xong cảm biến lại báo hiệu cho hệ thống, điều khiển chai đến khâu
tiếp theo.
GVHD: Mai Vĩnh Phúc
11
SVTH: Trịnh Minh Phước
Tính toán, thiết kế hệ thống đóng nắp chai trong dây chuyền sản xuất nước đóng chai
Chương 2
CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ
2.1.
Các yêu cầu đối với máy đóng nắp chai
Các loại chai sử dụng: Chai nhựa.
Đường kính chai: 50 – 100 mm.
Chiều cao chai: 150 – 300 mm.
Miệng chai: Có ren và đường kính 20 – 28 mm.
Công suất: 2000 chai/giờ.
Kích thước máy nhỏ gọn.
Dễ tháo lắp, kiểm tra, thay thế…
Tuổi thọ cao.
An toàn, bền.
Chi phí đầu tư thấp.
2.2.
2.2.1.
Xác định chức năng và lập sơ đồ khối chức năng
Xác định chức năng của máy
Để đạt được mục tiêu, sản phẩm kỹ thuật phải thực hiện các chức năng cần thiết.
GVHD: Mai Vĩnh Phúc
12
SVTH: Trịnh Minh Phước
Tính toán, thiết kế hệ thống đóng nắp chai trong dây chuyền sản xuất nước đóng chai
Nắp gài
lên chai
Vận
chuyển
Xoắn nắp
chai
Vận
chuyển
Hình 2.1: Sơ đồ khối chức năng 1
Nắp gài
lên chai
Vận
chuyển
Dập nắp
chai
Vận
chuyển
Hình 2.2: Sơ đồ khối chức năng 2
Sơ đồ trên cho thấy các chức năng cấp nắp, xoắn nắp, dập nắp, vận chuyển. Do
nhu cầu sử dụng loại chai có ren nên ta chỉ xét trường hợp xoắn nắp chai. Vì vậy,
chúng ta chọn sơ đồ khối chức năng 1 để tiếp tục các bước sau:
Nắp gài
lên chai
Vận
chuyển
Xoắn nắp
chai
Vận
chuyển
Hình 2.3: Sơ đồ khối chức năng 1
2.2.2.
Các biến thể của sơ đồ khối chức năng
Nắp gài
lên chai
Xoắn nắp
chai
Vận
chuyển
Vận
chuyển
Hình 2.4: Sơ đồ biến thể 1
GVHD: Mai Vĩnh Phúc
13
SVTH: Trịnh Minh Phước
