ĐATN Thiết kế máy định lượng trong dây chuyền sản xuất, chế biến gạo
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (3.23 MB, 95 trang )
Đồ án tốt nghiệp
GVHD: Th.S Đặng Phước Vinh
CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU CHUNG
1.1 Nhu cầu thực tế
1.1.1 Sự cần thiết của đo lường trong cuộc sống
Hoạt động đo lường là hoạt động thiết lập, sử dụng chuẩn đo lường, đơn vị đo;
kiểm định, hiệu chuẩn, thử nghiệm phương tiện đo; kiểm định, hiệu chuẩn, thử
nghiệm chuẩn đo lường; sản xuất, kinh doanh, nhập khẩu, sử dụng phương tiện đo;
định lượng đối với hàng đóng gói sẵn; thực hiện phép đo. Chính vì thế, đo lường là
một lĩnh vực có phạm vi ảnh hưởng rộng lớn và liên quan mật thiết đến đời sống.
Cụ thể như để đảm bảo đúng lượng hàng hóa thì các cân ở chợ, cột bơm ở cây
xăng phải được kiểm định; để đảm bảo cho kết quả khám chữa bệnh thì huyết áp,
nhiệt kế phải được kiểm định; khối lượng của thực phẩm đóng gói sẵn cũng được
bảo đảm bằng những quy định về hàng đóng gói sẵn… Nhưng rất ít người biết đến
vấn đề này, hay nói cách khác nhận thức về đo lường của người tiêu dùng chưa đầy
đủ và chưa tương ứng với vai trò, vị trí và ý nghĩa quan trọng của nó trong cuộc
sống hàng ngày.
Trong giai đoạn công nghiệp hóa, hiện đại hóa đất nước, để hội nhập với nền
kinh tế đầy biến động của thế giới, đòi hỏi nước ta phải nhanh chóng tiếp cận với
những tiến bộ của khoa học kỹ thuật, đi tắt đón đầu để áp dụng vào quá trình sản
xuất nhằm nâng cao năng suất và độ chính xác trong việc cân đo các sản phẩm. Vì
thế nhu cầu sử dụng hệ thống cân đóng bao ngày càng nhiều.
Trong quá trình sản xuất tạo ra sản phẩm, khâu định lượng đóng vai trò hết sức
quan trọng, nhằm xác định chính xác khối lượng nguyên vật liệu, bán thành phẩm và
sản phẩm. Các thiết bị định lượng có mặt hầu hết tại các công đoạn của quá trình sản
xuất như cung ứng tồn trữ nguyên vật liệu, cấp liệu cho từng giai đoạn công nghệ,
định lượng và đóng gói sản phẩm.
Tự động điều khiển, giám sát các công đoạn của quá trình sản xuất nói chung
và khâu định lượng đóng gói sản phẩm nói riêng là một trong những giải pháp ưu
tiên hàng đầu được lựa chọn để gia tăng khả năng cạnh tranh sản phẩm của các
doanh nghiệp trong quá trình hội nhập.
Hiện nay, tại một số cơ sở sản xuất việc định lượng và đóng bao sản phẩm
dạng hạt còn thực hiện theo phương pháp thủ công, một số cơ sở được trang bị thiết
bị điều khiển tự động nhập ngoại, có giá thành cao và không thật sự phù hợp đối với
từng loại sản phẩm cụ thể. Do đó vấn đề tiếp cận, làm chủ, tự thiết kế, chế tạo các hệ
thống điều khiển và giám sát tự động các thiết bị định lượng là cần thiết, mang tính
thực tiễn.
Hầu hết các sản phẩm dạng hạt hiện nay muốn vận chuyển đến nơi tiêu thụ
hoặc tung ra thị trường đều phải đóng gói, bao bì. Mục đích là để dễ vận chuyển,
SVTH: Hồ Văn Tấn
- Lớp: 07CDT1
Trần Thế Cường - Lớp: 07CDT1
trang 1
Đồ án tốt nghiệp
GVHD: Th.S Đặng Phước Vinh
người ta không thể vận chuyển cả một xe gạo hay một xe đường được mà nhất thiết
phải đóng gói, vừa để bảo quản sản phẩm không bị hư hỏng dưới tác dụng của môi
trường bên ngoài. Một yếu tố nữa làm cho người ta cần phải đóng gói sản phẩm
chính là nhu cầu của người dùng, mỗi người có một nhu cầu tiêu thụ riêng, không ai
giống ai cả. Mặt khác bao bì còn đem lại lợi ích to lớn về mặt quảng bá thương hiệu
đến người dùng. Muốn đóng gói người ta phải có một chuẩn cụ thể nào đó. Ở đây
đối với sản phẩm dạng hạt người ta phải định lượng cho nó.
1.1.2 Vì sao phải bao bì, đóng gói
Do đặc trưng của sản phẩm dạng hạt, ta phải đóng gói nhằm đảm bảo chất
lượng, hạn chế tác động của môi trường bên ngoài và tăng được thời gian sử dụng.
Các nghiên cứu cho thấy rằng 85% khách hàng mua sản phẩm là do những
động lực thúc đẩy nhất thời. Chính vì thế mà vấn đề thiết kế bao bì càng được các
nhà sản xuất ngày càng coi trọng hơn. Bao bì phải truyền tải được mục đích công tác
truyền thông của thương hiệu một cách nhanh chóng và hiệu quả nhất. Câu hỏi đặt
ra là: Làm thế nào mà các công ty thiết kế bao bì sản phẩm nắm bắt được những
điểm cốt lõi của thương hiệu và làm thế nào mà họ lấy được vị trí đặt sản phẩm tốt
nhất trong các siêu thị; Làm thế nào để tăng được thị phần và giành được sự chú ý
của người tiêu dùng?
Ngành thực phẩm và nước giải khát đang làm mọi cách để thu hút sự quan tâm
của người tiêu dùng. Với tốc độ gia tăng chóng mặt các loại thực phẩm và nước giải
khát như thế, liệu có gì ngạc nhiên khi mà các nhà sản xuất yêu cầu các thiết kế bao
bì mới phải đẹp, đặc sắc và nổi bật hơn, hay khi mà họ từ từ cắt giảm việc thuê thiết
kế bao bì từ các công ty thiết kế thông thường để hợp tác với các chuyên gia thương
hiệu hay không?
Nhận diện thương hiệu và bao bì sản phẩm là hai nhân tố đang trở nên ngày
càng quan trọng trong các chiến lược xây dựng thương hiệu. Trong khi các nỗ lực về
marketing và quảng cáo đóng vai trò tìm kiếm “nhu cầu” và “mong muốn” của
người tiêu dùng thì chỉ có bao bì sản phẩm là thứ duy nhất hữu hình – mang sản
phẩm và thương hiệu tới người tiêu dùng một cách rõ ràng nhất. Bao bì phải đáp
ứng được ý thích của người tiêu dùng ở mọi nơi và phải truyền tải được một cách
chính xác thông điệp thương hiệu nhằm khuyến khích quyết định mua hàng. Tất cả
các nỗ lực về hợp tác marketing, quảng cáo và khuyến thị đều trở thành vô nghĩa
nếu người tiêu dùng đứng trước giá để sản phẩm và từ từ bước qua. Nếu điều đó xảy
ra thì tất cả những chi phí khổng lồ chi cho công tác nghiên cứu và phát triển sản
phẩm cùng với các chương trình marketing và định vị sản phẩm đều trở thành vô
ích.
SVTH: Hồ Văn Tấn
- Lớp: 07CDT1
Trần Thế Cường - Lớp: 07CDT1
trang 2
Đồ án tốt nghiệp
GVHD: Th.S Đặng Phước Vinh
Do bao bì chính là phương tiện truyền thông thương hiệu một cách hữu hiệu và
bền bỉ nhất nên một điều rất quan trọng là nó phải truyền tải được những trải nghiệm
về thương hiệu (brand experience) thông qua tổng thế kết cấu và thiết kế. Bao bì
phải là một phần có tác dụng hỗ trợ cho việc thể hiện tổng thể các đặc tính của
thương hiệu.
1.2 Một số hệ thống định lượng sản phẩm dạng hạt trong thực tế
1.2.1 Máy đóng gói định lượng đường, máy định lượng gạo
Hình 1.1 Máy đóng gói định lượng đường
a. Chức năng
- Hàn miệng túi và đóng gói dạng hạt
- Năng suất (sản phẩm/phút): 30
- Nguồn điện (V): 220 AC/ 50 Hz
- Kích thước máy (mm): cao 1920 mm
SVTH: Hồ Văn Tấn
- Lớp: 07CDT1
Trần Thế Cường - Lớp: 07CDT1
trang 3
Đồ án tốt nghiệp
GVHD: Th.S Đặng Phước Vinh
- Xuất xứ: Trung Quốc
- Giá thành: 162.000.000 vnđ
b. Thông tin chi tiết
Máy thích hợp cho đóng gói định lượng sản phẩm dạng hạt như: gạo, đường,
thực phẩm…
Bảng 1.1 Thông số kỹ thuật máy đóng gói định lượng đường
Mã hàng
DCS-5FS (một ngăn)
DCS-5S (hai ngăn)
Phạm vi định lượng (kg)
1～5
0.5-5
Tốc độ định lượng (bao/h)
Trọng lượng nhỏ nhất (g)
Độ chính xác
Nguồn điện, công suất
Áp lực và tiêu hao khí
360～450
780~960
2
2
1～2.5kg
＞2.5～5kg
0.2
0.2
0.1
AC 220V 50Hz 0.8KW
0.4-0.6Mpa 1m3/h
Kích thước ngoài (mm)
SVTH: Hồ Văn Tấn
- Lớp: 07CDT1
Trần Thế Cường - Lớp: 07CDT1
1920
1920
trang 4
Đồ án tốt nghiệp
GVHD: Th.S Đặng Phước Vinh
1.2.2 Hệ thống cân đóng bao 1 phễu cân, định lượng băng tải, model PM09
Hình 1.2: Hệ thống cân điện tử cân đóng bao 1 phễu cân,
định lượng băng tải, model PM09
a. Cơ chế định lượng - phạm vi ứng dụng
Định lượng gián tiếp bằng băng tải, nguyên liệu cân xuống phễu cân được định
lượng bằng hệ thống băng tải định lượng, đảm bảo độ chính xác và năng xuất định
lượng nhưng không gây vỡ nát hạt.
Hệ thống phễu cân gồm 1 phễu cân, phù hợp các hệ thống sản xuất với năng
suất nhỏ.
Định lượng 2-3 cấp tốc độ, tùy thuộc vào năng xuất và độ chính xác yêu cầu.
SVTH: Hồ Văn Tấn
- Lớp: 07CDT1
Trần Thế Cường - Lớp: 07CDT1
trang 5
Đồ án tốt nghiệp
GVHD: Th.S Đặng Phước Vinh
Áp dụng cho các nguyên liệu cân dạng bột hoặc dạng hạt với yêu cầu không
làm vỡ nát hạt trong quá trình cân.
b. Hệ thống cân và điều khiển
Phương pháp xác định khối lượng sử dụng cảm biến lực cân điện tử (loadcell),
đảm bảo tiếp nhận và chuyển đổi giá trị khối lượng cân thành tín hiệu điện một cách
trung thực và chính xác cao.
Bộ chỉ thị và điều khiển chuyên dùng cho các hệ thống cân đóng bao tự động,
hoạt động ổn định trong môi trường công nghiệp, dễ dàng cài đặt và thay đổi các giá
trị tùy theo mục đích cân, sản phẩm cân, mức cân và các yêu cầu khác.
Hệ thống điều khiển bằng PLC đảm bảo hoạt động ổn định và bền bỉ, dễ dàng
thay đổi hoặc nâng cấp.
c. Đặc tính kỹ thuật
- Trọng lượng cân thông dụng: 50kg, 40kg, 25kg ...
- Sử dụng loại bao PP/PE.
- Sai số định lượng mỗi bao: +/- 20g.
- Năng suất: 200 bao/h.
- Nguồn điện sử dụng: 220V/50Hz.
- Áp lực khí nén: 5 – 7 kg.cm2.
d. Thiết bị chính
- Khung bàn cân, phễu chứa liệu, phễu cân định lượng, phễu dẫn liệu vào bao,
hệ thống kẹp bao và gá đỡ: thép CT3.
- Hệ thống băng tải định lượng 2-3 cấp.
- Cảm biến lực (loadcell) tùy chọn: UTE – TAIWAN, Vishay – EU, VMC –
USA, AmCells – USA, Mettler Toledo – USA …
- Bộ chỉ thị cân và điều khiển tùy chọn: BDE – TAIWAN, Laumas – Italy,
AND – Japan, Mettler Toledo – USA …
SVTH: Hồ Văn Tấn
- Lớp: 07CDT1
Trần Thế Cường - Lớp: 07CDT1
trang 6
Đồ án tốt nghiệp
GVHD: Th.S Đặng Phước Vinh
- Tủ điều khiển, sử dụng PLC tùy chọn: Omron, Mitsubishi, Siemens.
- Xi lanh khí nén và các thiết bị khí nén khác: Airtac – TAIWAN.
e. Thiết bị phụ trợ
- Hệ thống băng tải tải bao thành phẩm.
- Máy nén khí.
- Máy may miệng bao.
- Máy hàn ép miệng bao.
- Phần mềm quản lý dữ liệu cân trên máy tính.
1.2.3 Cân đóng bao hạt 3 phễu cân PM03
Hình 1.3: Cân đóng bao hạt 3 phễu cân PM03
a. Cơ chế định lượng và phạm vi ứng dụng
Cân đóng bao PM03 cân định lượng trực tiếp bằng cửa cân định lượng đa cấp
và có dùng phễu cân, nguyên liệu cân chảy trực tiếp xuống phễu cân định lượng qua
bằng các cửa cân định lượng, đảm bảo độ chính xác và năng xuất định lượng.
SVTH: Hồ Văn Tấn
- Lớp: 07CDT1
Trần Thế Cường - Lớp: 07CDT1
trang 7
Đồ án tốt nghiệp
GVHD: Th.S Đặng Phước Vinh
Cân đóng bao PM03 có hệ thống phễu cân gồm 3 phễu riêng biệt, định lượng
và xả xen kẽ, phù hợp các hệ thống sản xuất với năng suất vừa.
Cân đóng bao PM03 sử dụng 3 bộ cửa định lượng 3 cấp tốc độ, cho năng xuất
và độ chính xác cao hơn hệ thống cửa định lượng 2 cấp.
Cân đóng bao PM03 áp dụng cho các nguyên liệu cân dạng hạt hoặc dạng bột
có độ tự chảy cao.
b. Hệ thống cân và điều khiển
Cân đóng bao PM03 áp dụng phương pháp xác định khối lượng dùng cảm biến
lực cân điện tử (loadcell), đảm bảo tiếp nhận và chuyển đổi giá trị khối lượng cân
thành tín hiệu điện một cách trung thực và chính xác cao.
Cân đóng bao PM03 sử dụng bộ chỉ thị và điều khiển chuyên dùng cho các hệ
thống cân đóng bao tự động, hoạt động ổn định trong môi trường công nghiệp, dễ
dàng cài đặt và thay đổi các giá trị tùy theo mục đích cân, sản phẩm cân, mức cân và
các yêu cầu khác.
Hệ thống cân đóng bao PM03 được điều khiển bằng PLC, đảm bảo hoạt động
ổn định và bền bỉ, dễ dàng thay đổi hoặc nâng cấp.
c. Thông số kỹ thuật
- Trọng lượng cân thông dụng: 50kg, 40kg, 25kg ...
- Sử dụng loại bao PP/PE.
- Sai số định lượng mỗi bao: +/- 20g.
- Năng suất: 750-900 bao/h.
- Nguồn điện sử dụng: 220V/50Hz.
- Áp lực khí nén: 5-7 kg/cm2.
d. Thiết bị chính
- Khung bàn cân, phễu chứa liệu, phễu cân định lượng, phễu dẫn liệu vào bao,
hệ thống kẹp bao và gá đỡ: thép CT3.
- Hệ thống cửa cân định lượng 2-3 cấp.
SVTH: Hồ Văn Tấn
- Lớp: 07CDT1
Trần Thế Cường - Lớp: 07CDT1
trang 8
Đồ án tốt nghiệp
GVHD: Th.S Đặng Phước Vinh
- Cảm biến lực (loadcell) tùy chọn: UTE – TAIWAN, Vishay – EU, VMC –
USA, AmCells – USA, Mettler Toledo – USA …
- Bộ chỉ thị cân và điều khiển tùy chọn: BDE2007 – BDE (TAIWAN), W100 –
Laumas (Italy), AD4401 – AND (Japan), C750 – Mettler Toledo (USA) , CI1500,
CI1560 – CAS (Korea), EX2002 – Excell (TAIWAN), ...
- Tủ điều khiển, sử dụng PLC tùy chọn: Omron, Mitsubishi, Siemens.
- Xi lanh khí nén và các thiết bị khí nén khác: Airtac – TAIWAN.
e. Thiết bị phụ trợ
- Hệ thống băng tải tải bao thành phẩm.
- Máy nén khí.
- Máy may miệng bao.
- Máy hàn ép miệng bao.
- Phần mềm quản lý dữ liệu cân trên máy tính.
- Thiết bị phụ trợ: Bộ đếm số bao, băng tải, máy may bao, phần mềm quản
lý…
SVTH: Hồ Văn Tấn
- Lớp: 07CDT1
Trần Thế Cường - Lớp: 07CDT1
trang 9
Đồ án tốt nghiệp
GVHD: Th.S Đặng Phước Vinh
CHƯƠNG 2: PHÂN TÍCH VÀ LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ
2.1 Các phương pháp định lượng, đóng bao thường dùng
Trong sản xuất hiện nay, hầu hết các loại sản phẩm dạng hạt sau khi sản xuất
ra đều phải được bao bì dưới nhiều hình thức khác nhau nhằm mục đích bảo quản
sản phẩm lâu dài, giữ vệ sinh, tăng tính thẩm mỹ, quảng cáo thương hiệu cho sản
phẩm. Mặt khác đóng bao cũng là một cách để định lượng nhất là đối với những mặt
hàng tiêu dùng và thực phẩm. Tùy theo hình dạng kết cấu của sản phẩm mà có
những cách đóng bao khác nhau. Các loại máy đóng bao có thể được phân loại như
sau:
+ Máy đóng bao vật liệu dạng khối: máy đóng gói mì ăn liền, bánh kẹo …
+ Máy đóng bao vật liệu dạng lỏng: máy đóng gói sữa, dầu gội đầu…
+ Máy đóng bao vật liệu dạng hạt, bột: máy đóng gói đường, gạo, cà phê…
Đối với máy đóng bao, khâu định lượng là khâu quan trọng nhất, ứng với sai
số cho phép sẽ có những cách định lượng khác nhau nhưng cơ bản được chia làm
hai loại: định lượng theo thể tích và định lượng theo khối lượng.
Để định lượng sản phẩm dạng hạt, người ta có thể dùng phương pháp định
lượng theo thể tích hay khối lượng.
Do mục đích của việc định lượng ở đây là chia phần để đóng gói nên ta sử
dụng phương pháp định lượng không liên tục.
2.2 Các phương pháp định lượng
2.2.1 Định lượng theo khối lượng
a. Phương pháp thủ công
Dùng một bàn cân để định khối lượng. Sản phẩm dạng hạt sau khi được sấy
đạt tiêu chuẩn quy định, người ta đổ vào đĩa cân bàn hay thùng hoặc đổ vào bao rồi
cho lên bàn cân. Khi cân đủ khối lượng thì lấy đi để tiếp tục cho lần cân tiếp theo. Ở
phương án này cần chú ý trừ đi khối lượng bao hoặc thùng chứa.
Việc nạp liệu được làm bằng tay, khi gần đạt khối lượng yêu cầu, người ta cho
lên cân sau đó thêm vào hoặc lấy bớt ra đến khi đạt khối lượng yêu cầu.
Việc vận chuyển liệu lên xuống cân được làm bằng tay và sau đó mang đến vị
trí đóng bao.
Phương pháp này mất nhiều thời gian, năng suất kém.Từng được áp dụng cho
các cơ sở sản xuất nhỏ lẻ, công suất nhỏ, thủ công, cơ giới tự động hóa thấp.
SVTH: Hồ Văn Tấn
- Lớp: 07CDT1
Trần Thế Cường - Lớp: 07CDT1
trang 10
Đồ án tốt nghiệp
GVHD: Th.S Đặng Phước Vinh
b. Phương pháp cơ giới tự động hóa
Dựa trên nguyên lý của phương pháp thủ công, người ta nghiên cứu chế tạo
các bộ phận tiếp liệu và báo khối lượng tự động hoặc bán tự động được điều khiển
bằng điện hay thủy lực.
Phương án 1: Định lượng khối lượng điều khiển bằng điện.
* Sơ đồ cấu tạo:
Hình 2.1: Sơ đồ máy định lượng điều khiển bằng điện.
1. Động cơ;
5. Thùng chứa định lượng;
2. Hộp giảm tốc;
6. Lò xo đỡ;
3. Thùng chứa liệu;
7. Cảm biến trọng lượng;
4. Trục vít tải;
8. Công tắc.
- Ở đây vít tải chỉ giữ vai trò cấp liệu có bước xoắn không đổi.
- Ray có tác dụng định hướng thùng để thùng di chuyển thẳng đứng.
- Lò xo đỡ và cảm biến trọng lượng được gắn với đai thùng là bộ phận báo
khối lượng.
* Nguyên lý hoạt động:
Nguyên liệu được chuyển từ thùng chứa bằng vít tải, vít tải này được truyền
động từ động cơ điện qua hộp giảm tốc. Liệu đi vào trong thùng chứa định lượng.
Do trọng lượng của liệu, thùng chứa sẽ đi xuống làm tác động cảm biến trọng lượng.
Khi đủ khối lượng thì cảm biến tác dụng ngắt mạch điện động cơ vít tải, ngừng việc
cấp liệu. Để điều chỉnh khối lượng cần định lượng ta điều chỉnh cảm biến trọng
lượng.
* Ưu điểm:
+ Độ chính xác khá cao.
+ Liệu không vương vãi ra ngoài.
SVTH: Hồ Văn Tấn
- Lớp: 07CDT1
Trần Thế Cường - Lớp: 07CDT1
trang 11
Đồ án tốt nghiệp
GVHD: Th.S Đặng Phước Vinh
+ Năng suất định lượng cao.
* Nhược điểm:
+ Động cơ của vít tải phải đóng ngắt liên tục nên dễ hư hỏng.
+ Chỉ thuận lợi cho nguyên liệu dạng bột.
Phương án 2: Định lượng khối lượng điều khiển bằng khí nén.
* Sơ đồ cấu tạo:
Hình 2.2: Sơ đồ Máy định lượng điều khiển bằng khí nén.
1. Thùng định lượng;
5. Đĩa cấp liệu;
2. Thang chia độ;
6. Thanh gạt;
3. Đối trọng;
7. Piston;
4. Đòn bẩy;
8. Van điều khiển.
* Nguyên lý hoạt động:
- Phương án này sử dụng bộ phận cấp liệu là đĩa quay.
- Khi đĩa quay thì liệu được đưa từ thùng chứa đến đĩa cấp liệu, nhờ càng gạt
liệu được đưa ra máng dẫn rồi xuống thùng định lượng. Khi liệu vào thùng làm
trọng lượng tang, tác động cơ cấu đòn bẩy qua thanh truyền điều chỉnh vị trí van,
điều chỉnh việc cấp khí nén hay dầu, làm thay đổi vị trí của piston, làm vị trí càng
gạt thay đổi, từ đó làm thay đổi lượng vật liệu do đĩa liệu cung cấp.
- Để điều chỉnh khối lượng cần định lượng ta điều chỉnh đối trọng.
* Ưu điểm:
- Động cơ của đĩa chạy liên tục không phải điều khiển.
- Có thể tự động điều chỉnh lượng liệu vào thùng ít dần đến khi đủ nên định
lượng chính xác khối lượng.
* Nhược điểm:
- Cơ cấu cồng kềnh, điều khiển khí nén phức tạp.
SVTH: Hồ Văn Tấn
- Lớp: 07CDT1
Trần Thế Cường - Lớp: 07CDT1
trang 12
Đồ án tốt nghiệp
GVHD: Th.S Đặng Phước Vinh
- Năng suất, hiệu suất thấp.
- Do vật liệu trên đĩa chịu lực li tâm nên bị bụi và vương vãi nhiều.
2.2.2 Định lượng theo thể tích
a. Định lượng bằng thùng đóng
- Người ta dùng một chiếc thùng có thể tích đã được định trước. Thùng có thể
là hình trụ, vuông hoặc chóp cụt ngược.
- Liệu được đổ đầy vào thùng sau đó được gạt phẳng để đạt thể tích theo yêu
cầu. Sau đó mang đổ vào bao rồi may lại.
- Đây là phương pháp đơn giản, cho độ chính xác thấp, nó phụ thuộc vào độ
nêm chặt của vật liệu.
- Thường dùng để đóng những thể tích nhỏ, hiệu suất của phương pháp này rất
thấp.
- Ứng dụng cho các cơ sở sản xuất nhỏ.
b. Định lượng bằng vít tải
- Sơ đồ vít tải định lượng:
Hình 2.3: Sơ đồ vít tải định lượng
1. Thùng chứa liệu;
4. Cửa tháo liệu;
2. Vít tải;
5. Máng dẫn.
3. Gối đỡ trục;
- Vít tải có bước vít cố định, đường kính không đổi đặt trong môt máng dẫn
hình trụ, khe hở giữa trục vít và máng dẫn nhỏ.
*Nguyên lý hoạt động:
Nguyên liệu cho qua vít tải, ứng với mỗi vòng quay của vít sẽ tải vào và cho ra
một lượng liệu ở miệng ra với một thể tích nhất định, thể tích này phụ thuộc đường
kính vít tải, bước vít. Như vậy khi cần cho ra bao nhiêu liệu ta sẽ tính số vòng quay
của vít.
SVTH: Hồ Văn Tấn
- Lớp: 07CDT1
Trần Thế Cường - Lớp: 07CDT1
trang 13
Đồ án tốt nghiệp
GVHD: Th.S Đặng Phước Vinh
* Ưu điểm:
- Cơ cấu đơn giản, gọn nhẹ, việc mở hay dừng cấp liệu điều khiển dễ dàng nhờ
điều khiển sự quay hay không quay của vít tải.
- Liệu đi khép kín trong vít, không vương vãi ra ngoài.
* Nhược điểm: Khó định lượng chính xác do phụ thuộc vào độ ẩm và lượng liệu
trong phễu dự trữ.
c. Định lượng bằng đĩa quay
4
Liệu Ra
Hình 2.4: Sơ đồ định lượng đĩa quay
1. Đĩa quay;
4. Thanh gạt;
2. Trục đĩa;
5. Ống tiếp liệu di động;
3. Cửa ra liệu;
6. Vít điều chỉnh.
Đĩa định lượng là một đĩa nằm ngang, sản phẩm ở trên đĩa được lấy ra bằng
thanh gạt, chiều dày của lớp vật liệu được điều chỉnh bằng ống tiếp liệu di động phủ
bên ngoài của đoạn ống tháo của boong ke.
* Ưu điểm:
- Cơ cấu gọn nhẹ, thường dùng để cấp và định lượng cho vật liệu dạng hạt hay
bột khô.
- Điều chỉnh được năng suất làm việc dễ dàng.
* Nhược điểm:
- Độ chính xác định lượng không cao do phụ thuộc vào độ nêm chặt, độ ẩm
của liệu.
- Gây vương vãi do bị tác dụng của lực ly tâm khi đĩa quay.
- Việc điều khiển đĩa quay là phức tạp, khó khăn do có lực quán tính.
SVTH: Hồ Văn Tấn
- Lớp: 07CDT1
Trần Thế Cường - Lớp: 07CDT1
trang 14
Đồ án tốt nghiệp
GVHD: Th.S Đặng Phước Vinh
2.3 Các phương án thiết kế máy định lượng
2.3.1 Máy định lượng dùng vít tải
* Ưu điểm:
- Có kết cấu gọn nhẹ.
- Thích hợp cho việc đóng bao vật liệu dạng bột có độ mịn lớn.
- Giá thành hợp lý.
* Nhược điểm: Năng suất thấp, chỉ đóng được vật liệu dạng bột.
2.3.2 Máy định lượng dùng hai phễu cân
* Sơ đồ:
Hình 2.5: Định lượng bằng hai phễu cân
1. Phễu chứa liệu;
2. Cửa cân định lượng 1;
3. Cửa cân định lượng 2;
4. Cửa xả định lượng 1;
5. Cửa xả định lượng 2;
6. Miệng xả ra bao.
* Ưu điểm:
- Năng suất đóng bao cao.
- Đóng được nhiều dạng vật liệu khác nhau.
- Định lượng trực tiếp trên thùng định lượng.
SVTH: Hồ Văn Tấn
- Lớp: 07CDT1
Trần Thế Cường - Lớp: 07CDT1
trang 15
Đồ án tốt nghiệp
GVHD: Th.S Đặng Phước Vinh
* Nhược điểm:
- Chi phí cho sản xuất cao.
- Kết cấu cồng kềnh.
- Điều khiển phức tạp.
2.3.3 Máy định lượng dùng một phễu cân
* Sơ đồ:
Hình 2.6. Định lượng bằng một phễu cân.
1. Phễu chứa liệu;
4. Loadcell;
2. Xylanh mở cửa 1;
5. Xylanh mở cửa xả.
3. Xylanh mở cửa 2;
* Ưu điểm:
- Có thể đóng được nhiều dạng vật liệu khác nhau.
- Có kết cấu phù hợp.
- Cơ cấu điều khiển dễ dàng.
* Nhược điểm:
- Định lượng trực tiếp nên có sai số trong khi làm việc.
2.3.4 Chọn phương án tối ưu
Từ những phương án đã được phân tích trên, ta chọn phương án định lượng
bằng một phễu cân vì định lượng gạo nên yêu cầu về độ chính xác đòi hỏi không
cao lắm, nó nằm trong một khoảng cho phép và ưu điểm lớn nhất của phương án
này là kết cấu đơn giản.
SVTH: Hồ Văn Tấn
- Lớp: 07CDT1
Trần Thế Cường - Lớp: 07CDT1
trang 16
Đồ án tốt nghiệp
GVHD: Th.S Đặng Phước Vinh
2.4 Các phương pháp đóng bao
Gạo được đóng vào bao đã được may sẵn một đầu. Sau khi đã cho đủ lượng
gạo vào bao thì ta may đầu bao còn lại.
Hiện nay thường thấy các loại đóng bao như sau;
2.4.1 Phương pháp thủ công
Sau khi gạo đã được định lượng, cho vào bao, công nhân bê bao gạo đặt ở vị
trí đóng bao, dùng máy may may đầu bao còn lại.
Phương pháp này thường áp dụng cho các cơ sở sản xuất nhỏ lẻ, khối lượng ít
do hiệu suất thấp, sử dụng nhiều công nhân bốc vác và may bao.
Ta không dùng phương án này mà chỉ dựa trên nguyên lý của nó để chế tạo các
hệ thống đóng gói tự động.
2.4.2 Phương pháp đóng bao tự động
a. Phương án bao chuyển động trên băng tải, máy may đứng yên
Bao được đổ đầy gạo sẽ chuyển động tịnh tiến đến vị trí máy may để may lại.
Để di chuyển bao người ta thường sử dụng xích tải.
* Sơ đồ nguyên lý:
Hình 2.7. Sơ đồ đóng bao tịnh tiến, máy may đứng yên.
1. Máy may;
4. Thanh đỡ bao;
2. Bao đầy liệu;
5. Vít căng băng tải;
3. Cửa nạp liệu vào bao;
6. Xích tải.
Bao được đổ đầy gạo tại một vị trí cố định, sau đó được đưa lên xích tải.
Thường thì xích tải chuyển động liên tục.
* Ưu điểm: Cấu tạo đơn giản, điều khiển dễ dàng.
SVTH: Hồ Văn Tấn
- Lớp: 07CDT1
Trần Thế Cường - Lớp: 07CDT1
trang 17
Đồ án tốt nghiệp
GVHD: Th.S Đặng Phước Vinh
* Nhược điểm:
- Độ tự động hóa không cao, năng suất thấp, cần nhiều công nhân đứng máy.
- Một máy may chỉ phục vụ cho một vòi đóng.
b. Phương án máy may chuyển động tịnh tiến
Cơ cấu đóng liệu vào bao sẽ đứng yên, bao sau khi đóng đầy liệu, máy may sẽ
tự động chạy tới may đầu bao lại.
Việc di chuyển máy may thường dùng cơ cấu vít me đai ốc.
* Sơ đồ nguyên lý:
Hình 2.8: Sơ đồ nguyên lý máy may chuyển động tịnh tiến
1. Máy may;
4. Giá đỡ và đẩy bao;
2. Cửa nạp liệu;
5. Trục giá đỡ;
3. Bao chứa liệu;
6. Piston.
* Ưu điểm: Cơ cấu gọn, một máy may có thể phục vụ cho nhiều vị trí đóng bao.
* Nhược điểm: Năng suất thấp, chuyển động phức tạp.
c. Phương án đóng gói bao quay tròn không liên tục có 4 vị trí
Khi nạp liệu vào thì cơ cấu dừng lại, nạp xong thì quay đi ¼ vòng. Cùng lúc
nạp liệu thì tại vị trí đưa bao vào có một công nhân đưa bao vào. Ở vị trí máy may
cũng có một công nhân gấp bao để may bao và tại vị trí băng tải cơ cấu đẩy bao sẽ
đẩy bao ra khỏi băng tải.
Ở đây cơ cấu cấp liệu và định lượng là cố định.
* Ưu điểm: Cơ cấu đơn giản, gọn. Có thể tự động hóa cao, tính chuyên môn hóa
cao, công nhân ít di chuyển.
* Nhược điểm:
- Cơ cấu quay phải dừng liên tục.
- Bố trí hệ thống điều khiển phức tạp do có bộ phận quay và bộ phận không
quay.
- Năng suất trung bình.
SVTH: Hồ Văn Tấn
- Lớp: 07CDT1
Trần Thế Cường - Lớp: 07CDT1
trang 18
Đồ án tốt nghiệp
GVHD: Th.S Đặng Phước Vinh
* Sơ đồ nguyên lý:
Hình 2.9: Cơ cấu đóng bao quay tròn không liên tục
1. Vị trí đưa bao vào;
2. Bao chứa liệu;
3. Cửa nạp liệu;
4. Bao chứa đầy liệu;
5. Máy may;
6. Bàn quay;
7. Băng tải;
8. Trục bàn quay.
d. Phương án đóng gói bao quay tròn liên tục, vừa quay vừa nạp liệu
Việc định lượng, đóng bao là liên tục từ vị trí đưa bao vào đến lúc chuyển sang
băng tải.
* Sơ đồ nguyên lý:
Hình 2.10: Cơ cấu đóng bao quay tròn liên tục
1. Vị trí đưa bao vào;
2. Cửa nạp liệu;
3. Thùng chứa liệu;
SVTH: Hồ Văn Tấn
- Lớp: 07CDT1
Trần Thế Cường - Lớp: 07CDT1
4. Trục quay;
5. Băng tải;
6. Máy may.
trang 19
Đồ án tốt nghiệp
GVHD: Th.S Đặng Phước Vinh
* Ưu điểm:
- Tính tự động hóa cao.
- Hoạt động liên tục đem lại hiệu suất cao.
- Chỉ cần một máy may cho nhiều vòi đóng bao.
* Nhược điểm: Giá thành cao, cơ cấu điều khiển phức tạp.
2.5 Kết luận
Ta thấy phương pháp định lượng, đóng gói có rất nhiều, từ thủ công đến tự
động, từ đơn giản đến phức tạp. Tùy thuộc vào năng suất dây chuyền sản xuất, trình
độ công nghệ mà ta sử dụng phương pháp định lượng, đóng gói cho phù hợp.
Ở các dây chuyền yêu cầu định lượng chính xác ta thường sử dụng phương
pháp định lượng khối lượng.Còn cơ cấu đóng gói, nguyên tắc hoạt động tương đối
giống nhau, tùy thuộc vào năng suất và vật liệu đóng gói mà ta chọn cơ cấu cho phù
hợp.
2.6 Sơ đồ động toàn máy
SVTH: Hồ Văn Tấn
- Lớp: 07CDT1
Trần Thế Cường - Lớp: 07CDT1
trang 20
Đồ án tốt nghiệp
GVHD: Th.S Đặng Phước Vinh
CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ CÁC CƠ CẤU
3.1 Thiết kế gầu tải:
3.1.1 Giới thiệu chung:
Gầu tải được sử dụng rộng rải ở các xí nghiệp sản xuất bêtông, xay xát, dùng
để vận chuyển các vật liệu rời như: xi măng, cát sỏi, đá, than, gạo…Vật liệu chứa
trong gầu vận chuyển theo phương thẳng đứng hay phương nghiêng với góc nhỏ
hơn 600 so với phương ngang.
Gầu tải gồm tang hoặc đĩa xích dẫn động (1) và đĩa căng (4), bộ phận kéo
thường là (7) dải xích , trên có gắn gầu (6) với bước gầu T. Bộ phận kéo và gầu
được đặt trong vỏ che bằng kim loại (3). Chất tải vật liệu nạp qua cửa (5), còn xả
qua vật liệu (2)(hình 3.1)
Hình 3.1: Kết cấu gầu tải
1. Tang chủ động;
5. Cửa vào liệu;
2. Cửa ra liệu;
6. Gầu múc;
3. Thân;
7. Xích kéo gầu.
4. Tang bị động;
SVTH: Hồ Văn Tấn
- Lớp: 07CDT1
Trần Thế Cường - Lớp: 07CDT1
trang 21
Đồ án tốt nghiệp
GVHD: Th.S Đặng Phước Vinh
Gầu tải có tốc độ cao 1,25 - 2,0 m/s thường để vận chuyển vật liệu ở dạng bột
và cục nhỏ, còn tốc độ thấp 0,4-1 m/s khi vận chuyển vật liệu ở dạng cục lớn. Hình
dáng gầu cũng tuỳ thuộc vào loại vật liệu vận chuyển và được lắp trên cơ cấu kéo
với bước gầu từ 300÷ 600 mm.
Gầu tải có ưu điểm là kích thước nhỏ gọn, có thể nâng vật liệu lên độ cao tương
đối lớn . Năng suất các loại gầu tải nằm trong khoảng từ 5÷140m3/h.
Nhược điểm của gầu tải là chịu tải lớn, cần phải nạp liệu đều trong quá trình
làm việc .
3.1.2 Tính toán các thông số của gầu:
Năng suất : Q = 15 tấn/h
Vận tốc : v = 0,5 m/s (theo tài liệu [1] )
Khối lượng của gạo: γ = 1200kg/m
Dung tích gầu : q = 3 dm3 = 0,003m
3
3
Hệ số điền đầy gầu : k = 0,6 ÷ 0,85 (theo tài liệu [1])
Chọn k = 0,74
q.v.γ .k
Ta có : Q = 3,6. T
Vì gầu tải làm việc theo 2 bộ truyền xích nên ta chỉ cần tính 1 bộ truyền , bộ
truyền còn lại thì tương tự
3,6.q.v.γ .k 3,6 × 0,003 × 0,5 ×1200 × 0,74
=
= 0,324
Q
15
Bước gầu : T =
m
Chiều cao: H = 2,6 m
n H
=
Số gầu được sử dụng là : 2 T
n = 16 cái
Vật liệu làm gầu : thép 45
+ khối lượng của 1 gầu :
mgầu = Vgầu. γ
Vgàu = 2V1 +V2 +V3
1
×
V1 = 2 2×1,8×0,02 = 0,036 (dm3)
V2 = 2×3×0,02 = 0,12 (dm3)
V3 = 3×1,8×0,02 = 0,108 (dm3)
SVTH: Hồ Văn Tấn
- Lớp: 07CDT1
Trần Thế Cường - Lớp: 07CDT1
trang 22
Đồ án tốt nghiệp
GVHD: Th.S Đặng Phước Vinh
=>Vgầu = 2×0,036 + 0,12 + 0,108 = 0,3 (dm3)
=>mgầu = 0,3×7,8 ≈ 2,34 (kg)
+ khối lượng gạo chứa trong 1 gầu :
mclinker = 0,74×3×1,2 ≈ 2,664 (kg)
=>khối lượng của gầu và clinker :
m = mgầu + mgạo = 2,664 +2,34 = 5,004 (kg)
Dùng thép tôi 40X tôi cải thiện để làm xích (γ = 7,8kg/dm3)
Hình 3.2: Xích kéo gầu
Chọn xích : φ10
=>khối lượng 1 mắc xích :
82
π × × 10 − 4 × 7,8
-2
4
m1x = 2×(4+3)10×10 ×
= 0,055 (kg)
Số mắc xích trên 1 nhánh là:
2,6 × 2
= 163
S = 4 × 0,008
Khối lượng của nhánh xích là :
Mnx = 163×0,055 = 9 (kg)
Trên 1 nhánh xích có 8 gầu
=>Σmgàu = 8×5,004 = 40,03 (kg)
Vậy khối lượng 1 nhánh là :
Mn = Σmgàu + Σmx = 40,03+9 = 49,03 (kg)
Lực tác dụng lên đĩa xích là : F=490,3 (N)
Do ma sát nên lực kéo cần : (k = 1,1)
P1 ≥ F×k=409,3×1,1= 540(N)
Do gàu tải làm việc theo 2 bộ truyền nên lực kéo cần thiết phải là P= 2P1
=> lấy lực kéo P = 1080 (N)
SVTH: Hồ Văn Tấn
- Lớp: 07CDT1
Trần Thế Cường - Lớp: 07CDT1
trang 23
Đồ án tốt nghiệp
GVHD: Th.S Đặng Phước Vinh
a. Chọn động cơ điện :
Để chọn động cơ điện cần tính công suất cần thiết . Nếu gọi N là công suất trên
gầu tải , và η là hiệu suất chung
N
Nct = η
P.v 1080 × 0,5
=
= 0,54
1000
Trong đó : N = 1000
(kw)
η = 0,9
0,54
= 0,6
0
,
9
=>Nct =
(kw)
b. Số vòng quay của tang dẫn trong 1 phút:
60.1000.v
ntg = π .D
D = 350mm
60 × 1000 × 0,5
= 27,3
π × 350
ntg =
(vòng/ph)
c. Tính momen xoắn trên của cơ cấu gầu tải:
Trong đó:
Pct là công suất trên trục ra
nct là số vòng quay trên trục ra
* Chọn loại hộp giảm tốc:
Dựa vào cơ cấu gầu tải, cơ cấu gầu tải thiết kế theo phương thẳng đứng, chiều
cao 2,6 (m) và công suất cần đạt 15 (tấn/h), công suất cần thiết của gầu là 0,6
(kw), số vòng quay tang dẫn là 31,8 (vòng/phút), momen xoắn trên trục 180,18
(N.m). Thấy cơ cấu gầu tải đơn giản, không yêu cầu cao, công suất trung bình và
momen xoắn nhỏ, ta có thể chọn được hộp giảm tốc đáp ứng được yêu cầu của
gầu tải. Chọn hộp giảm tốc 2 cấp bánh răng trụ khai triển là phù hợp với kết cấu
đơn giản, số các chi tiết nhỏ, các quá trình gia công lắp ráp bảo dưỡng dễ dàng.
Các yêu cầu của trục công tác:
+ Công suất trên trục : Pđ = 0,6 (kW)
+ Momen xoắn trên trục công tác: Tđ = 209,9 (N.m)
+ Số vòng quay trên trục công tác: n = 27,3 (vòng/phút)
d. Chọn lại động cơ:
SVTH: Hồ Văn Tấn
- Lớp: 07CDT1
Trần Thế Cường - Lớp: 07CDT1
trang 24
Đồ án tốt nghiệp
GVHD: Th.S Đặng Phước Vinh
Hiệu suất chung của hệ thống:
+ : hiệu suất khớp nối, =1
+ : hiệu suất bộ truyền đai, = 0,96
+
: hiệu suất 1 cặp ổ lăn, = 0,99
+ : hiệu suất của bộ truyền bánh răng trụ, =0,97
Ta có:
Vậy công suất cần thiết của động cơ là:
* Chọn số vòng quay động cơ:
Bánh răng trụ hai cấp khai triển có: imin=8, imax=40. Thay vào ta có:
Hay:
Chọn: nđc= 698 (vòng/ phút)
* Chọn động cơ trong thực tế:
Chọn động cơ 4A, với các thông số tra trong phụ lục bảng P1.3 [Tính toán
thiết kế hệ dẫn động cơ khí tập 1, Trịnh Chất] .
+ Ký hiệu: 4A90LB8Y3
+ Công suất: 1,1 (kW)
+ Vận tốc quay: 698 (vòng/phút)
+ Hệ số công suất: cosφ=0,68
+ Hiệu suất: η= 70%
+
+
e. Chọn lại hộp giảm tốc tiêu chuẩn:
Tỉ số truyền :
Do bộ truyền đặt trên cao, khó nối trực tiếp vào hộp giảm tốc, nên ta kèm
theo bộ truyền đai.
SVTH: Hồ Văn Tấn
- Lớp: 07CDT1
Trần Thế Cường - Lớp: 07CDT1
trang 25
