TÍNH TOÁN THIẾT kế máy sản XUẤT đũa đôi

ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
KHOA CƠ KHÍ
BỘ MÔN THIẾT KẾ MÁY
--------------oOo--------------

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP

TÍNH TOÁN THIẾT KẾ MÁY SẢN XUẤT
ĐŨA ĐÔI

GVHD: Nguyễn Văn Thạnh
SVTH: Nguyễn Phú
MSSV: 208T3178

Tp HCM, Tháng 12/2012


ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
KHOA CƠ KHÍ
BỘ MÔN THIẾT KẾ MÁY
--------------oOo--------------

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP

TÍNH TOÁN THIẾT KẾ MÁY SẢN XUẤT ĐŨA ĐÔI
( PHẦN PHỤ LỤC CÁC BẢN VẼ CHI TIẾT )

GVHD: Nguyễn Văn Thạnh
SVTH: Nguyễn Phú

MSSV: 208T3178

Tp HCM, Tháng 12/2012


ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP. HCM
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

Số:

CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
Độc lập – Tự do – Hạnh phúc


/BKĐT



NHIỆM VỤ LUẬN ÁN TỐT NGHIỆP
(Chú ý: sinh viên phải dán tờ này vào trang thứ nhất của bản thuyết minh)

Khoa: CƠ KHÍ
Bộ môn: THIẾT KẾ MÁY
HỌ VÀ TÊN: NGUYỄN PHÚ
NGÀNH:
KỸ THUẬT CHẾ TẠO

MSSV: 208T3178
LỚP: BT06CTM

1. Đầu đề luận án:
TÍNH TOÁN THIẾT KẾ MÁY SẢN XUẤT ĐŨA ĐÔI
2. Nhiệm vụ (yêu cầu về số liệu và nội dung ban đầu):
- Tổng quan
- Phân tích và lựa chon phương án thiết kế
- Thiết kế kết cấu hệ thống cấp phôi
- Thiết kế hệ thống tạo hình sản phẩm
- Lập tài liệu thiết kế (Thuyết minh và 5 – 7 A0 bản vẽ kết cấu máy)
3. Ngày giao nhiệm vụ luận án:
4. Ngày hoàn thành nhiệm vụ:
5. Họ và tên người hướng dẫn:
NGUYỄN VĂN THẠNH

Phần hướng dẫn:
100%

Nội dung yêu cầu LATN đã được thông qua Bộ môn.
Ngày tháng năm 2012
CHỦ NHIỆM BỘ MÔN
(Ký và ghi rõ họ tên)

NGƯỜI HƯỚNG DẪN CHÍNH
(Ký và ghi rõ họ tên)

PGS.TS. PHẠM HUY HOÀNG

NGUYỄN VĂN THẠNH

PHẦN DÀNH CHO KHOA, BỘ MÔN
Người duyệt (chấm sơ bộ):

Đơn vị:
Ngày bảo vệ:
Điểm tổng kết:
Nơi lưu trữ luận án:


TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
Khoa : _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _

CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

Độc Lập - Tự Do - Hạnh Phúc

-------------------------------------Mẫu TN.04

Ngày

tháng

năm

PHIẾU CHẤM BẢO VỆ LVTN
(Dành cho người hướng dẫn / phản biện)

1. Họ và tên SV : NGUYỄN PHÚ
MSSV : 208T3178
Ngành (chuyên ngành) : KỸ THUẬT CHẾ TẠO
2. Đề tài : TÍNH TỐN THIẾT KẾ MÁY SẢN XUẤT ĐŨA ĐƠI
3. Họ tên người hướng dẫn/phản biện : .......................................................................................
4. Tổng quát về bản thuyết minh :

Số trang
: ................... Số chương
: ..................
Số bảng số liệu
: ................... Số hình vẽ
: ..................
Số tài liệu tham khảo
: .................... Phần mềm tính toán
: ..................
Hiện vật (sản phẩm)
: ....................
5. Tổng quát về các bản vẽ :
- Số bản vẽ :
bản A0
bản A3
khổ khác
- Số bản vẽ vẽ tay
Số bản vẽ trên máy tính
6. Những ưu điểm chính của LVTN : ..........................................................................................
7. Những thiếu sót chính của LVTN :...........................................................................................
..................................................................................................................................................
8. Đề nghò : Được bảo vệ
Bổ sung thêm để bảo vệ Không được bảo vệ
9. Câu hỏi SV phải trả lời trước Hội đồng (CBPB ra ít nhất 02 câu):
a. . .............................................................................................................................
b. ..............................................................................................................................
c. ..............................................................................................................................
Đánh giá chung (bằng chữ : giỏi, khá, TB) : Điểm _____/10
Ký tên (ghi rõ họ tên)

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
Khoa : _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _

CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

Độc Lập - Tự Do - Hạnh Phúc

-------------------------------------Mẫu TN.04

Ngày

tháng

năm

PHIẾU CHẤM BẢO VỆ LVTN
(Dành cho người hướng dẫn)

1. Họ và tên SV : NGUYỄN PHÚ
MSSV : 208T3178
Ngành (chuyên ngành) : KỸ THUẬT CHẾ TẠO
2. Đề tài : TÍNH TỐN THIẾT KẾ MÁY SẢN XUẤT ĐŨA ĐƠI
3. Họ tên người hướng dẫn : NGUYỄN VĂN THẠNH
4. Tổng quát về bản thuyết minh :
Số trang
: ................... Số chương
: ..................
Số bảng số liệu
: ................... Số hình vẽ

: ..................
Số tài liệu tham khảo
: .................... Phần mềm tính toán
: ..................
Hiện vật (sản phẩm)
: ....................
5. Tổng quát về các bản vẽ :
- Số bản vẽ :
bản A0
bản A3
khổ khác
- Số bản vẽ vẽ tay
Số bản vẽ trên máy tính
6. Những ưu điểm chính của LVTN : ..........................................................................................
7. Những thiếu sót chính của LVTN :...........................................................................................
..................................................................................................................................................
8. Đề nghò : Được bảo vệ
Bổ sung thêm để bảo vệ Không được bảo vệ
9. Câu hỏi SV phải trả lời trước Hội đồng (CBPB ra ít nhất 02 câu):
a. ...............................................................................................................................
b. ...............................................................................................................................
c. ...............................................................................................................................
Đánh giá chung (bằng chữ : giỏi, khá, TB) : Điểm _____/10
Ký tên (ghi rõ họ tên)


TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
Khoa : _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _

CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

Độc Lập - Tự Do - Hạnh Phúc

-------------------------------------Mẫu TN.04

Ngày

tháng

năm

PHIẾU CHẤM BẢO VỆ LVTN
(Dành cho người phản biện)

1. Họ và tên SV : NGUYỄN PHÚ
MSSV : 208T3178
Ngành (chuyên ngành) : KỸ THUẬT CHẾ TẠO
2. Đề tài : TÍNH TỐN THIẾT KẾ MÁY SẢN XUẤT ĐŨA ĐƠI
3. Họ tên người phản biện : .........................................................................................................
4. Tổng quát về bản thuyết minh :
Số trang
: ................... Số chương
: ..................
Số bảng số liệu
: ................... Số hình vẽ
: ..................
Số tài liệu tham khảo
: .................... Phần mềm tính toán
: ..................
Hiện vật (sản phẩm)

: ....................
5. Tổng quát về các bản vẽ :
- Số bản vẽ :
bản A0
bản A3
khổ khác
- Số bản vẽ vẽ tay
Số bản vẽ trên máy tính
6. Những ưu điểm chính của LVTN : ..........................................................................................
7. Những thiếu sót chính của LVTN :...........................................................................................
..................................................................................................................................................
8. Đề nghò : Được bảo vệ
Bổ sung thêm để bảo vệ Không được bảo vệ
9. Câu hỏi SV phải trả lời trước Hội đồng (CBPB ra ít nhất 02 câu):
a. ...............................................................................................................................
b. ...............................................................................................................................
c. ...............................................................................................................................
Đánh giá chung (bằng chữ : giỏi, khá, TB) : Điểm _____/10
Ký tên (ghi rõ họ tên)


MỤC LỤC
Đề mục
Trang bìa
Nhiệm vụ luận văn
Lời cảm ơn
Tóm tắt
Mục lục
CHƯƠNG 1 - TỔNG QUAN

Trang
i
ii
iii
iv
v
1

1.1. Đặt vấn đề, tầm quan trọng của vấn đề

1

1.2. Giới hạn vấn đề

1

1.3. Mục tiêu của đề tài

2

1.4. Thể thức thực hiện đề tài

2

1.5. Tổng quan về tự động

3

1.6. Khái quát quy trình sản xuất đũa tre

6

CHƯƠNG 2 - CƠ SỞ THIẾT KẾ MÁY

9

2.1. Lựa chọn phương án điều khiển cho máy

9

2.2. Lựa chọn phương án cho máy tự động

13

2.3. Chọn nhóm máy cho máy sản xuất đũa đơi

20

2.4. Lựa chọn phương án cấp phôi

22

2.5. Cấu tạo máy sản xuất đũa đơi

30

2.6. Sơ đồ ngun lý

31

2.7. Quy trình sản xuất

32

CHƯƠNG 3 - TÍNH TOÁN NĂNG SUẤT MÁY

34

3.1. Phương pháp chọn tốc độ đẩy phôi

34

3.2. Lựa chọn tốc độ đẩy phôi xác đònh theo chất lượng bề mặt

35

3.3. Tính lực trong quá trình cắt gọt

37

3.4. Công suất trong phay dọc

39

3.5. Xác đònh lực cán của bánh lăn phôi

41

3.6. Thiết kế lưỡi dao

41


CHƯONG 4 - TÍNH TOÁN CHI TIẾT MÁY

47

4.1. Tính tốn thiết kế các bộ truyền xích

47

4.2. Tính tốn thiết kế các bộ truyền đai

55

4.3. Thiết kế bộ truyền bánh răng trụ răng thẳng

58

4.4. Tính tốn thiết kế trục

62

4.5. Cấu tạo thân máy và các chi tiết khác

77

CHƯƠNG 5 - PHẦN ĐIỀU KHIỂN

78

5.1. Cơ sở tính tốn cam

79

5.3. Phân tích lực cơ cấu cam

88

5.4. Tính toán cam

92

5.5. Thiết kế cam

97

CHƯƠNG 6 - ĐIỀU KHIỂN HỆ THỐNG TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN

100

6.1. Các phương pháp truyền động

100

6.2. Các loại khí cụ điện

101

6.3. Khí cụ bảo vệ

108

CHƯƠNG 7 - MẠCH ĐIỀU KHIỂN TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN

110

7.1. Thiết kế mạch điều khiển và mạch động lực cho máy

111

7.2. Chọn phương án

113


LỜI CẢM ƠN

Con xin chân thành cảm ơn Cha Mẹ gia đình đã tạo mọi điều kiện cho con học tập.
Em xin chân thành cảm ơn các thầy cơ trong trường ĐH Bách Khoa TP.HCM đã chỉ
dạy cho em những kiến thức cơ bản.
Em xin chân thành cảm ơn các thầy cơ trong Khoa Cơ Khí đã chỉ dạy cho em những
kiến thức chun sâu về chun nghành cơ khí.
Em xin chân thành cảm ơn các thầy cơ trong Bộ mơm Thiết Kế Máy đặc biệt là thầy
Nguyễn Văn Thạnh là người trực tiếp hướng dẫn em hồn thành luận văn này.
Cuối cùng tơi xin chân thành cảm ơn các bạn bè đã đóng góp ý kiến để luận văn này
hồn thiện hơn!
Xin gửi tới q thầy cơ và các bạn bè lời chúc sức khỏe, may mắn và hạnh phúc!

Sinh viên thực hiện

Nguyễn Phú


TĨM TẮT
Nước ta hiện nay đang trong giai đoạn phát triển kinh tế công nghiệp hoá hiện đại
hoá đất nước và hội nhập kinh tế khu vực. Việc phát triển kinh tế giữ gìn vệ sinh và
phổ biến các sản phẩm có ý nghóa rất quan trọng. Bên cạnh việc đầu tư các trang thiết
bò hiện đại thì vấn đề thiết kế và chế tạo máy móc phục vụ cho sản xuất và tiêu dùng
nhất là trong lónh vực chế biến lương thực, thực phẩm cũng đòi hỏi có sự nghiên cứu
đầu tư, bên cạnh đó cùng với sự phát triển mạnh mẽ của khoa học kỹ thuật trên thế
giới, đòi hỏi đáp ứng nhu cầu của con người ngày càng cao và cũng đã đem lại những
lợi ích to lớn cho con người về vật chất. Một trong những ngành chúng ta cần quan tâm
và phát triển mạnh đó là ngành cơ khí chế tạo, cơ khí chế tạo đóng vai trò quan trọng trong
việc sản xuất ra các thiết bị, cơng cụ, vật liệu, phơi liệu, sản phẩm phục vụ cho đời sống
hằng ngày của con người. Để ngành cơ khí chế tạo máy phát triển nhanh và mạnh, chúng ta
cần phải có trình độ về những cơng nghệ tiên tiến, cơng nghệ tự động trong sản xuất cơ
khí.
Với đề tài “ Tính toán thiết kế máy sản xuất đũa đôi ” được sử dụng hệ thống
điều khiển bằng cơ khí, đây là loại truyền động đơn giản, dễ điều khiển, giá thành rẻ, ổn
đònh, nhưng vẫn mang tính hiện đại, tiên tiến, và đề tài này giúp cho sinh viên làm
quen với việc tính toán, thiết kế máy.
Vì thời gian, kinh phí, tài liệu và trình bản thân còn hạn chế nên đề tài này vẫn còn
nhiều thiếu sót. Kính mong được sự chỉ dạy và góp ý của q thầy cơ và bạn bè.


TÀI LIỆU THAM KHẢO

1. Hoàng Nguyên – Máy và Thiết bò gia công gỗ - NXB Nông nghiệp
2. Nguyễn Văn Hùng. Máy tự động và Đường dây tự động. NXB Công nhân kỹ thuật,
1966.

3. Nguyễn Trọng Hiệp – Nguyễn Văn Lẫm. Thiết kế Chi tiết máy. NXB Giáo dục,
2003.
4. Lê Trung Thực – Tự động hóa sản xuất - Đại Học Bách Khoa TP.HCM, 2000
5. Nguyễn Ngọc Đào – Hồ Viết Bình – Phan Minh Thanh. Giáo trình cơ sở Cơng nghệ
chế tạo máy - Trường Đại học SPKT. TP HCM, 2003.
6. Nguyễn Hữu Lộc - Thiết Kế Cơ Khí Với Mechenical Desktop 4.0 NXB TP.HCM,
2000
7. Nguyễn Thế Hùng – Bài giảng lý thuyết điều khiển tự động - Trường Đại học
SPKT. TP HCM, 2004
8. Lại Khắc Liễm – Giáo trình cơ học máy – Trường Đại Học Bách Khoa TP.HCM,
1998
9. Nguyễn Ngọc Cẩn – Trang bò điện trên máy cắt kim loại – Đại học quốc gia TP.
Hồ Chí Minh
10. Nguyễn Hữu Lộc - Cơ sở thiết kế máy – Đại học quốc gia TP. Hồ Chí Minh -2004


Chương 1
TỔNG QUAN
1.1. ĐẶT VẤN ĐỀ, TẦM QUAN TRỌNG CỦA VẤN ĐỀ
Sản xuất của cải vật chất là cơ sở của sinh hoạt xã hội. Trong quá trình sản xuất của
cải vật chất, con người với lao động của mình sử dụng tư liệu lao động để tác động, gọi
chung là tư liệu sản xuất, thể hiện một cách tổng quát dưới ba dạng: năng lượng, vật
liệu và công cụ. Trong đó công cụ sản xuất có tác dụng quyết đònh hơn cả. Trình độ
phát triển cộng cụ sản xuất là thước đo mức độ phát triển của sản xuất. Các thời đại
phát triển kinh tế khác nhau không phải ở chỗ sản xuất ra thứ gì, mà ở chỗ sản xuất của
cải vật chất như thế nào, bằng những công cụ sản xuất ra sao. Cho nên công cụ lao
động là yếu tố có tác dụng quyết đònh nhất trong quá trình sản xuất của cải vật chất.
Công cụ sản xuất luôn luôn được cải tiến, thay đổi dần dần, từ công cụ thô sơ, đơn
giản, lên công cụ cơ khí hoá, rồi công cụ tự động hoá.
Tự động hóa có nhiều hệ thống máy móc tự động đã thay thế con người trong việc

điều khiển các quá trình sản xuất của cải vật chất rộng lớn, phức tạp, tinh vi, với năng
suất cao và chất lượng tốt. Đồng thời, tự động hóa các quá trình sản xuất đã thay đổi
hẳn tính chất lao động, cải thiện điều kiện làm việc của công nhân. Nhất là ở những
khâu nặng nhọc, độc hại, nguy hiểm, tạo điều kiện làm giảm thời gian lao động, khắc
phục dần sự khác nhau giữa lao động trí óc và lao động chân tay.
Ở các nước có nền kinh tế phát triển, vấn đề tự động hóa được sử dụng rộng rãi
trong các ngành dệt, in, giấy, thực phẩm, hóa chất, năng lượng, khai mỏ, luyện kim, cơ
khí, giao thông, thông tin… trong đó tự động hóa khâu chế tạo máy vẫn giữ vai trò quan
trọng nhất về mặt kinh tế, vì vậy ngành chế tạo máy có trách nhiệm trang bò phương
tiện sản xuất hiện đại cho tất cả các ngành.
Ở nước ta bên cạnh đẩy mạnh cơ khí hóa đã dần dần áp dụng tự động hóa vào
những nơi có điều kiện trong các lãnh vực: Công nghiệp nhẹ, công nghiệp nặng, quốc
phòng… nhu cầu phát triển tự động hoá đang mỗi ngày một tăng nhanh.
1.2. GIỚI HẠN VẤN ĐỀ

1


Trong quá trình làm ln văn tốt nghiệp, em thực hiện đề tài về dây chuyền sản
xuất đũa (tính toán thiết kế máy sản xuất đũa đôi tự động)
Tuy nhiên do điều kiện thời gian có hạn, do điều kiện kinh phí có hạn, do tài liệu
nghiên cứu và do khả năng người thực hiện có hạn, nên trong phạm vi đề tài này nhóm
chỉ tập trung giải quyết những vấn đề chính là tính toán thiết kế máy sản xuất đũa đôi
tự động, sửa chữa thi công máy sản xuấ đũa đơi tự động.
1.3. MỤC TIÊU CỦA ĐỀ TÀI
1.3.1. Mục tiêu trước mắt
Mục tiêu học đòi hỏi sinh viên phải làm hoàn tất luận văn tốt nghiệp, đòi hỏi sinh
viên đạt được những kỹ năng về tính thiết kế cho một máy tự động nên em thực hiện
yêu cầu này.
1.3.2. Mục tiêu xa

Do nước ta đang áp dụng tự động hóa vào sản xuất, đây là cơ hội để sinh viên mới
ra trường có cơ hội hội nhập được với trình độ khoa học kỹ thuật phát triển của máy tự
động. Nên cùng với người thực hiện đề tài, giáo viên hướng dẫn đã dẫn dắt dần vào
lĩnh vực tự động, từ đó sinh viên sau khi ra trường có thể tiếp cận nhanh chóng hơn về
lĩnh vực tự động hóa.
1.3.3. Mục tiêu cuối cùng
Đề tài có khả năng góp phần đóng góp cho quá trình phát triển về sản xuất của xã
hội, tạo động lực cho các sinh viên khóa sau mạnh dạn đầu tư cho việc nghiên cứu về
tự động hóa. Từ đó có đội ngũ kỹ sư sẽ góp phần vào sự phát triển của ngành cơ khí và
đóng góp vào sự phát triển của đất nước.
1.4. THỂ THỨC THỰC HIỆN ĐỀ TÀI
1.4.1. Tựa đề tài:
Tính tốn thiết kế máy sản xuất đũa đơi
1.4.2. Lý do
Do khoa học kỹ thuật ngày càng phát triển nên thúc đẩy khả năng tìm tòi của con
người, muốn có được sự hiểu biết vững chắc về chuyên môn để có thể vận dụng những
kiến thức đã học vào thực tiễn. Nên em thực hiện nghiên cứu tìm tòi tài liệu về máy tự
động, về thiết bò chế biến gỗ, tự động hóa sản xuất… để củng cố thêm kiến thức cho

2


mình, đưa kiến thức cơ bản vào trong để tài để có phương pháp thực hiện và kiến thức
để ứng dụng vào thực tiễn.
1.4.3. Phương pháp
1.4.3.1. Nghiên cứu tài liệu có liên quan
Đây là phương pháp nghiên cứu mà dựa vào tài liệu có sẵn, kế thừa những mạnh
khắc phục những mặt yếu, tham khảo tài liệu giúp cho người nghiên cứu bổ xung thêm
kiến thức, lý luận cũng như phương pháp mà những công trình nghiên cứu trước đây đã
sử dụng. Nghiên cứu tài liệu giúp người nghiên cứu kòp thời vận dụng những thành tựu

mới để hiệu chỉnh và cải tiến công trình đến mức tối đa.
Đây là cách thức tìm ra nguồn trí thức vô tận bên cạnh những điều mà ta đã được
học ở trường. Người nghiên cứu cần đọc nhiều nguồn tài liệu khác nhau ở các tác giả
trong và ngoài nước để từ đó lựa chọn một hướng chính xác hơn phù hợp với đề tài mà
mình nghiên cứu.
1.4.3.2. Tìm hiểu quy trình sản xuất đũa thực tế và máy sản xuất đũa
Tìm hiểu thực tế, tiếp cận thực tế làm cho người thực hiện tự tin hơn trong quá trình
thực hiện đề tài, mạnh dạn trong quá trình tính toán, thiết kế, và thi công công trình.
1.5. TỔNG QUAN VỀ TỰ ĐỘNG
1.5.1. Đònh nghóa tự động hoá
Là dùng năng lượng phi sinh vật (cơ, điện, điện tử …) để thực hiện một phần hay
toàn bộ quá trình công nghệ mà ít nhiều không cần sự can thiệp của con người.
Tự động hoá là một quá trình liên quan tới việc áp dụng các hệ thống cơ khí, điện
tử, máy tính để hoạt động, điều khiển sản xuất. Công nghệ này bao gồm:
Những công cụ máy móc tự động.
Máy móc lắp ráp tự động.
Người Máy công nghiệp.
Hệ thống vận chuyển và điều khiển vật liệu tự động.
Điều khiển có hồi tiếp và điều khiển quá trình bằng máy tính.
Hệ thống máy tính cho việc thảo kế hoạch, thu nhập dữ liệu và ra quyết đònh để hỗ
trợ các hoạt động sản xuất.

3


1.5.2. Các hình thức tự động hoá
1.5.2.1. Tự động hoá cứng
Là một hệ thống trong đó một chuỗi các hoạt động (xử lý hay lắp ráp ) cố đònh trên
một cấu hình thiết bò. Các nguyên công trong dây chuyền này thường đơn giản. Chính
sự hợp nhất và phối hợp các nguyên công như vậy vào một thiết bò làm cho hệ thống

trở nên phức tạp. Những đặc trưng chính của tự động hoá cứng là:
- Đầu tư ban đầu cao cho những thiết bò thiết kế theo đơn đặt hàng.
- Năng suất máy cao.
- Không linh hoạt trong việc thích nghi với các thay đổi sản phẩm.
1.5.2.2. Tự động hoá lập trình
Thiết bò sản xuất được thiết kế với khả năng có thể thay đổi trình tự các nguyên
công để thích ứng với những cấu hình sản phẩm khác nhau.
Chuỗi các hoạt động có thể điều khiển bởi một chương trình, tức là một tập lệnh
được mã hoá để hệ thống có thể đọc và diễn dòch chúng.
Những chương trình mới có thể được chuẩn bò và nhập vào thiết bò để tạo ra sản
phẩm mới. Một vài đặc trưng của tự động hoá lập trình là:
- Đầu tư cao cho những thiết bò có mục đích tổng quát.
- Năng suất tương đối thấp so với tự động hoá cứng.
- Sự linh hoạt khi có sự thay đổi trong cấu hình sản phẩm.
- Thích hợp nhất là cho sản xuất hàng loạt.
1.5.2.3. Tự động hoá linh hoạt
Tự động hoá linh hoạt là sự mở rộng của tự động hoá lập trình được. Khái niệm của
tự động hoá linh hoạt đã được phát triển trong khoảng 25 đến 30 năm vừa qua. Và
những nguyên lý vẫn còn đang phát triển.
Là hệ thống tự động hoá có khả năng sản xuất rất nhiều loại sản phẩm (hay bộ
phận) khác nhau mà hầu như không mất thời gian cho việc chuyển đổi từ sản phẩm này
sang sản phẩm khác. Không mất thời gian cho sản xuất cho việc lập trình lại và thay
thế các cài đặt vật lý (công cụ đồ gá, máy móc). Hậu quả là hệ thống có thể lên kế
hoạch kết hợp sản xuất nhiều loại sản xuất khác nhau thay vì theo từng loại riêng biệt.
Đặc trưng của tự động hoá linh hoạt có thể tóm tắt như sau:

4


+ Đầu tư cao cho thiết bò.

+ Sản xuất liên tục những sản phẩm hỗn hợp khác nhau.
+ Tốc độ sản xuất trung bình.
+ Tính linh hoạt khi sản phẩm thay đổi thiết kế.
1.5.2.4. Sự cần thiết phải có tự động hoá
- Nâng cao năng suất:
Tự động hoá các quá trình hoạt động sản xuất hứa hẹn việc tăng năng suất lao
động. Điều này có nghóa tổng sản phẩm đầu ra đạt năng suất cao hơn ( đầu ra trên giờ )
so với hoạt động bằng tay tương ứng.
- Chi phí nhân công cao:
Xu hướng trong xã hội công nghiệp của thế giới là chi phí cho công nhân không
ngừng tăng lên. Kết quả là đầu tư cao lên trong các thiết bò tự động hoá đã trở nên kinh
tế hơn để có thể thay đổi chân tay. Chi phí cao của lao động đang ép các nhà lãnh đạo
doanh nghiệp thay thế con người bằng máy móc. Bởi vì máy móc có thể sản xuất ở
mức cao, việc sử dụng tự động hoá đã làm cho chi phí trên một đơn vò sản phẩm thấp
hơn.
- Sự thiếu lao động:
Trong nhiều quốc gia phát triển, có sự thiếu hụt lớn lực lượng lao động. Chẳng hạn
như Tây Đức đã bò ép buộc phải nhập khẩu lao động để làm tăng nguồn cung cấp lao
động của mình.
Việc thiếu hụt lao động cũng kích thích sự phát triển của tự động hoá
- Xu hướng dòch chuyển của lao động về thành phần dòch vụ:
- Sự an toàn:
Bằng việc tự động hoá các hoạt động và chuyển người vận hành máy từ vò trí tham
gia tích cực sang vai trò đốc công, công việc trở nên an toàn hơn. Sự an toàn và thoải
mái của công nhân đã trở thành mục tiêu quốc gia với sự ban hành đạo luật sức khoẻ
và an toàn nghề nghiệp
- Giá nguyên vật liệu cao:
Giá cao của nguyên vật liệu tạo ra nhu cầu sử dụng các nguyên vật một cách hiệu quả
hơn. Việc giảm phế liệu là một trong những lợi ích của tự động hoá.

5


- Nâng cao chất lượng sản phẩm:
Các hoạt động tự động hoá không chỉ sản xuất với tốc độ nhanh hơn so với làm
bằng tay mà còn sản xuất với sự đồng nhất cao hơn và sự chính xác đối với các tiêu
chuẩn chất lượng.
- Rút ngắn thời gian sản xuất:
Tự động hoá cho phép nhà sản xuất rút ngắn thời gian giữa việc đặt hàng của
khách hàng và thời gian giao sản phẩm. Điều này tạo cho người có ưu thế cạnh tranh
trong việc tăng cường dòch vụ khách hàng tốt hơn.
- Giảm bớt phôi liệu đang sản xuất:
Lượng hàng tồn kho khi đang sản xuất tạo ra một chi phí đáng kể cho nhà sản xuất
vì nó giữ chặt vốn lại. Hàng tồn kho khi đang sản xuất không có giá trò. Nó không đóng
vai trò như nguyên vật liệu hay sản phẩm. Tương tự như nhà sản xuất sẽ có lợi khi
giảm tối thiểu lượng phôi tồn đọng trong sản xuất. Tự động hoá có xu hướng thực hiện
mục đích này bởi việc rút ngắn thời gian gia công toàn bộ sản phẩm phân xưởng
- Nếu không tự động hoá sẽ phải trả giá đắt:
Tự động hoá nhà máy sản xuất sẽ có một ưu thế cạnh tranh quan trọng. Thuận lợi
này không thể phơi bày được dưới hình thức ủy thác của công ty. Ưu điểm của tự động
hoá thường được thấy một cách bất ngờ và không lường trước, thí dụ như hàng chất
lượng cao, bán hàng nhiều hơn quan hệ lao động tốt hơn. Công ty mà không tự động dễ
thấy mình bò bất lợi với khách hàng, nhân viên của họ và xã hội công cộng.
Tất cả những nhân tố trên hợp thành một bản đồng ca biến việc tự động hoá sản
xuất thành một công cụ hấp dẫn thay cho phươngpháp sản xuất bằng tay.
Nhận xét: ta thấy để đảm bảo chất lượng của sản phẩm, đồng thời tăng năng suất ta
chọn hệ thống lắp ráp tự động đó là một quy luật tất yếu phải xảy ra.
1.6. KHÁI QUÁT QUY TRÌNH SẢN XUẤT ĐŨA TRE
1.6.1. Các loại cây làm đũa
Tre gai, luồng, lồ ô, tre bầu, nứa, lồng mức, bồ đề, tre sóng lá, gỗ mun…

1.6.2. Giới thiệu một số thiết bò trong quy trình sản xuất đũa
1.6.2.1. Máy cưa

6


Kết cấu máy đơn giản, máy gồm có khung đỡ, động cơ điện truyền động cho lưỡi
cưa để cắt phôi.
Máy có nhiệm vụ cưa tre ra từng đoạn ngắn, tùy loại máy thiết kế để có sản phẩm
tre đã được chẽ hoặc vẫn ở dạng tre tròn khi cưa.
Công đoạn cưa để chuẩn bò cho quá trình dập thành phôi đũa.
Lưỡi cưa dạng tròn.
Răng cưa tam giác đều.

Hình 1.1 Máy cưa
1.6.2.2. Máy dập
Máy dập có kết cấu gồm: khung đỡõ các bộ phận của máy, động cơ điện, bộ phận
chuyển đổi quay thành tònh tiến, bộ phận dẫn hướng, trục đẩy, khuôn dập.
Nguyên lý hoạt động của máy dạng tay quay con trượt, dập từng phôi để cho ra hình
dạng phôi đũa tròn, vuông, hình chữ nhật, tùy theo yêu cầu của công đoạn chuốt đũa và
yêu cầu của sản phẩm mà thiết kế khuôn cho máy dập. Máy đạt năng xuất: 1 tấn/ngày

Hình 1.2. Máy dập
1.6.2.3. Máy sấy khô
Phôi đũa khi dập ra vẫn còn tươi, nếu không sấy thì đũa sẽ bò nấm mốc, làm cho sản
phẩm đũa chất lượng kém và không sử dụng được.

7

Hình 1.3. Máy sấy
1.6.2.4. Máy sản xuất đũa
Giới thiệu về máy sản xuất đũa
Máy sản xuất đũa là thành phần quan trọng trong công nghệ để quyết đònh chất lượng
sản phẩm đũa, hiện nay có rất nhiều loại máy. Tùy theo sản phẩm đũa được làm ra. Và tùy
theo từng loại máy cho từng loại vật liệu làm đũa. Máy sản xuất đũa làm việc ổn đònh do
các bộ phận chủ yếu của máy là cơ khí.

Hình 1.4. Máy sản xuất đũa

1.6.2.5. Máy làm bóng

Hình 1.5. Máy làm bóng

8


Chương 2
CƠ SỞ THIẾT KẾ MÁY
Sản phẩm làm ra có kích thước 204 x 13 x 4 mm từ phơi có kích thước 204 x 13 x 4,5
mm. vật liệu là gỗ, lồ ơ hoặc tre.
2.1. LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN ĐIỀU KHIỂN CHO MÁY
2.1.1. Phương án 1: Hệ thống điều khiển cứng
2.1.1.1.Hệ thống điều khiển theo cam
Trong các hệ thống điều khiển theo cam vật chứa chương trình là cam có prôfin
tương ứng đặt trên trục phân phối.
Profin của cam xác đònh theo chu trình làm việc của máy và cho phép hoàn thành
trình tự gia công đã cho.
Hệ thống điều khiển theo cam là hệ thống điều khiển không phụ thuộc và được sử
dụng rộng rãi trong các máy tự động . Bộ phận đọc chương trình của hệ thống là càng

gạt hoặc thanh đẩy mà thường dòch chuyển theo profin của cam.
Khi thiết kế và chế tạo cam cần phải tính kích thước và hình dạng cho từng phần
riêng biệt sao cho có thể đảm bảo chuyển động đã cho và thời gian hành trình chạy
không giảm xuống mức tối thiểu.
2.1.1.2. Hệ thống điều khiển theo mẫu chép hình
Hệ thống điều khiển theo mẫu chép hình được sử dụng rộng rãi để điều khiển việc
gia công các chi tiết có profin tuyến tính và có mặt cong trong không gian.
Chương trình gia công được thể hiện dưới dạng mẫu chép hình. Hệ thống điều khiển
theo nguyên tắc sao chép có tính ổn đònh cao nhờ khả năng thay vật chứa chương trình
nhanh. Vì vậy nó được sử dụng rộng rãi để tự động hóa trong sản xuất hàng loạt lớn và
hàng khối.
Hệ thống sao chép có thể chia ra làm hai nhóm:
+ Hệ thống mà trong đó mẫu chép hình thực hiện cả hai chức năng điều khiển sự
dòch chuyển của dụng cụ cắt và chức năng cơ cấu ăn dao của dụng cụ cắt đó
+ Hệ thống mà trong đó mẫu chép hình chỉ thực hiện mỗi chức năng điều khiển.

9


Trong hệ thống điều khiển giữa mẫu chép và dụng cụ cắt có liên hệ cứng vì vậy
mẫu chép hình phải chòu lực trực tiếp do đó nó mòn rất nhanh và làm giảm độ chính
xác gia công.
Cũng chính vì lẽ đó mà mẫu chép hình phải là từ vật liệu có độ bền cao và phải gia
công nhiệt luyện để tăng độ cứng.
Hệ thống điều khiển nhóm hai được sử dụng rất rộâng rãi. Thành phần chủ yếu của
nó là mũi dò trượt theo mẫu chép hình và thực hiện chức năng đọc chương trình.
Loại hệ thống này được gọi là hệ thống điều khiển chép hình theo vết. Vì nó chỉ có
nhiệm vụ điều khiển cho nên chòu lực rất nhỏ và cho phép sử dụng mẫu chép hình mẫu
chép hình rẻ tiền mà vẫn đảm bảo độ chính xác gia công rất cao.
2.1.2. Phương án 2: Hệ thống điều khiển tự động

Như chúng ta điều biết mỗi một hệ thống điều khiển tự động (HTĐKTĐ) đều gồm
có hai bộ phận: bộ phận chấp hành và bộ phận điều khiển .
Bộ phận điều khiển là phương tiện của tự động hoá để xử lý tín hiệu điều khiển quá
trình và những tín hiệu nhìn thấy được tuỳ thuộc vào tín hiệu của liên hệ phản hồi từ
quá trình và nhiệm vụ điều khiển .
Các hệ thống điều khiển tự động có thể khác nhau bởi trung tâm hoá điều khiển,
phương pháp tác động hiệu lệnh, dạng của vật chứa chương trình, chức năng công nghệ,
số dòng và số dạng tín hiệu nhưng điều có một số đặc điểm chung là có những bộ phận
chủ yếu như cảm biến cơ cấu phân phối và cơ cấu chấp hành .
2.1.2.1. Phân loại các hệ thống điều khiển tự động
- Hệ thống điều khiển tập trung.
- Hệ thống điều khiển phụ thuộc.
- Hệ thống điểu khiển hỗn hợp.
2.1.2.2. Những hệ thống điều khiển điển hình
- Hệ thống điều khiển theo cữ tỳ.
Để thực hiện được chức năng điều khiển trong mỗi hệ thống điều khiển tự động đều
có ba phận chính sau đây: vật chứa chương trình, bộ phận đọc, bộ phận dẫn chương
trình .

10


Kết cấu của bộ phận đọc chương trình đối với mỗi hệ thống rất khác nhau và phụ
thuộc vào yêu cầu đã cho . Trong các hệ thống điều khiển hiện đại, thường dùng các bộ
phận đọc kiểu cơ, điện cơ, điện thuỷ lực . Ngoài ra cần phải có bộ phận dẫn chương
trình cho máy móc.
Tuỳ theo kết cấu và khối lượng gia công trong quá trình công nghệ mà vật chất
chương trình có thể là tuyến tính hoặc không gian.
Hệ thống điều khiển theo cữ tỳ là hệ thống điều khiển phụ thuộc mà trong đó việc
điều khiển được thực hiện nhờ các cữ tỳ cố đònh tác động vào các cảm biến Tất cả các

cơ cấu chấp hành của thiết bò được điều khiển bằng các cữ tỳ và được thực hiện sao cho
mỗi một chuyển động tiếp theo đều phải diễn ra sau khi chuyển động trước nó đã hoàn
thành. Chương trình gia công có thể đặt ra bằng cách xếp đặt các cữ tỳ trên thước
chuyên dùng mà được kẹp ở trên bàn máy.
Trên các thiết bò tự động hệ thống cữ tỳ được sử dụng để điểu khiển hành trình làm
việc của các bộ phận bằng cách truyền hiệu lệnh từ bộ phận này đến các bộ phận khác
ví dụ như điều khiển chu kỳ làm việc của đầu lực, bàn máy và hệ thống liên động.
Cữ tỳ có thể thực hiện hai chức năng: Khống chế giới hạn dòch chuyển và điều
khiển những dòch chuyển đó thực hiện một cách thứ tự.
Để thực hiện chức năng đầu tiên thường sử dụng các cữ tỳ cứng mà nó sẽ tác động
vào hệ thống dẫn động của cơ cấu chấp hành ở vò trí cuối cùng .
Trong trường hợp thứ hai để điều khiển những dòch chuyển người ta có thể dùng các
chốt đóng mở hành trình. Hệ thống điều khiển này chỉ kiểm tra vò trí đầu và cuối của cơ
cấu chấp hành vì vậy mà đối với các cơ cấu chấp hành làm việc trên vò trí, việc điều
khiển sẽ không đồng bộ.
Việc thay đổi và chuẩn bò chương trình gia công không mất nhiều thời gian, tính ổn
đònh và linh loạt cao.
Loại hệ thống điều khiển theo cữ tỳ được thực hiện bằng cơ cấu chấp hành chỉ theo
ví dụ, ví dụ tiện các trục bậc, phay các mặt bậc .
Việc điểu khiển hệ thống các cữ tỳ được thực hiện bằng cơ cấu chấp hành chỉ theo
một toạ độ vì vậy không thể sử dụng khi gia công những bề mặt có prôfin cong phức
tạp .

11


Khi sử dụng hệ thống điều khiển này chúng ta nhận thấy chúng có nhược điểm là
những công tắc, chốt hành trình thường hư hỏng vì phoi, bụi bẩn, , dầu mỡ bám vào làm
cho độ tin cậy của hệ thống không cao .
Nhưng mặt khác chúng ta có kết cấu đơn giản giá rẻ tính vạn năng cao.

- Hệ thống điều khiển theo chương trình số
Hệ thống điều khiển theo chương trình số sử dụng để tự động hóa điều khiển những
dòch chuyển của cơ cấu chấp hành và được thực hiện bằng cách đưa vào hệ thống một
cách trình tự các số, xác đònh hình dáng kích thước và độ nhám của chi tiết gia công.
Đặc điểm nổi bật của hệ thống điều khiển này là sử dụng tin tức dưới dạng số, nhận
được từ bản vẽ chi tiết gia công.
Theo bản vẽ chi tiết, đối với mỗi dạng gia công, mỗi loại máy sẽ thiết lập chương
trình dưới dạng bảng trong đó có chỉ dẫn giá trò và hướng chuyển động của các cơ cấu
chấp hành của máy khi gia công chi tiết. Chương trình này được mã hóa và được ghi lại
trên băng đục lỗ hoặc phiếu đục lỗ.
Theo chức năng công nghệ, hệ thống điều khiển theo chương trình số có thể chia
làm 3 loại: điều khiển theo điểm(vò trí), điều khiển theo đoạn thẳng và điều khiển theo
đường cong (đường viền).
- Hệ thống điều khiển theo điểm
Các hệ thống điều khiển này đảm bảo những dòch chuyển của cơ cấu chấp hành
theo vò trí đã cho. Ví dụ dòch chuyển của bàn máy khoan đứng so với chi tiết gia công
vào những vò trí cho trước để khoan lỗ vào chi tiết.
- Hệ thống điều khiển theo đoạn thẳng
Ở đây thực hiện điều khiển các cơ cấu chấp hành dòch chuyển song song với trục
tọa độ. Mặt khác nó có cơ cấu phụ để điều khiển tốc độ dòch chuyển của dụng cụ cắt.
Ví dụ khi tiện trục bật, quỹ đạo của dụng cụ cắt là phối hớp thứ tự giữa các dòch
chuyển ngang và dòch chuyển dọc.
2.1.3. Ưu nhược điểm của 2 phương án
Phương án 1: dùng cơ cấu cam để điều khiển hoạt động của máy. Cơ cấu gồm có 2
cam: cam thùng điều khiển bộ dao định hình, cam mặt đầu điều khiển bộ dao cắt đứt ¾.
Các cam này được liên hệ với nhau qua bộ truyền xích từ một động cơ chính. Các bộ dao

12

cắt được điều khiển bởi những động cơ riêng. Tóm lại, máy dùng một động cơ chính và 5
động cơ phụ.
- Ưu điểm: máy cho năng suất rất cao, giá thành máy rẻ, hoạt động ổn định
- Nhược điểm: khó điều chỉnh khi thay đổi sản phẩm
Phương án 2: dùng PLC để điều khiển mọi hoạt động của các bộ dao thơng qua các
cảm biến.
- Ưu điểm: dễ dàng điểu chỉnh khi thay đổi sản phẩm
- Nhược điểm: giá thành cao, độ ổn định máy khơng cao, năng suất thấp
Sau khi phân tích về ưu nhược điểm của máy dạng điều khiển cứng (dùng cam điều
chính) và điều khiển máy bằng lập trình (PLC) thiết kế lựa chọn phương án 1, là thiết kế
máy sản xuất đũa đơi tự động điều khiển cam. Máy sản xuất đũa đơi tự động thực hiện gia
công đũa thuộc dạng hàng khối, cần năng suất cao, không thay đổi cách linh hoạt cho
đũa, nếu cần thay đổi chỉ cần thay đổi tính toán lại cho cam.
2.2. LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN CHO MÁY TỰ ĐỘNG
Máy tự động khác với máy thường ở chỗ các chuyển động chạy khơng được thực hiện
chính xác trong chu kỳ tự động. Thực hiện các chuyển động chạy khơng ấy như thế nào là
một điều quan trọng, vì tốc độ chạy khơng có liên quan chặt chẽ đến vấn đề năng suất, quy
trình cơng nghệ, độ bền của máy … Máy tự động khác nhau trước hết là ở chỗ này. Cho
nên phân nhóm máy tự động phải dựa vào ngun tắc thực hiện chuyển động chạy khơng.
Trên quan điểm ấy có thể chia các máy tự động điều khiển bằng trục phân phối thành
ba nhóm cơ bản. Chỗ khác nhau chủ yếu giữa chúng thể hiện trong tính chất hoạt động của
trục phân phối.
2.2.1. Nhóm máy tự động nhóm I
Nhóm này gồm có một số máy tự động cắt kim loại một trục chính để gia cơng những
chi tiết khơng phức tạp và máy tự động các ngành khác như thực phẩm, dệt, hố, in, nơng
nghiệp…
Đặc điểm thứ nhất của nhóm máy này là trong chu kỳ gia cơng một sản phẩm trục phân
phối quay với tốc độ khơng đổi để thực hiện chuyển động làm việc, chuyển động chạy
khơng và chuyển động điều khiển. Khi gia cơng sản phẩm khác, thời gian chu kỳ và tốc độ
trục phân phối có thể khác với trước. Nhưng trong chu kỳ mới này tốc độ quay của trục

phân phối vẫn khơng đổi. Thay đổi tốc độ trục phân phối khi gia cơng sản phẩm khác nhau
nhờ cơ cấu điều chỉnh Y (hình 2. 1).

13


Chú ý là xích truyền động từ động cơ đến trục phân phối có thể thiết kế độc lập qua cơ
cấu điều chỉnh Y hay thiết kế nối tiếp với một phần với xích trục chính qua hai cơ cấu điều
chỉnh X và Y. Về phương diện sử dụng máy, để dễ điều chỉnh và điều chỉnh chính xác
nhằm đạt năng suất cao, nên làm xích truyền động cho trục phân phối với cơ cấu điều
chỉnh độc lập thì tốt hơn.
Đặc điểm thứ hai của nhóm máy này là khi gia công sản phẩm khác nhau những cam
thực hiện chuyển động chạy không (lắp trên trục phân phối) đòi hỏi trục phân phối phải
quay những góc khác nhau, nhưng cố định  1 ,  2 ,  3 ,... (hình 2.2.a) cho nên tổng số của
chúng cũng cố định.



i

  1   2   3  ....   I  const

Trong khi đó các cam thực hiện chuyển động làm việc đòi hỏi trục phân phối quay
những góc khác nhau, không cố định, 1 , 2 , 3 ,... .tuỳ theo tính chất gia công của mỗi sản
phẩm, nhưng tổng số của chúng luôn luôn không đổi

Hình 2.1. Sơ đồ nguyên lý máy tự động nhóm I

Hình 2.2.a.

Hình 2.2.b

  1   2   3  ...    i  2   I  const

14