thiết kế hệ thống tôi cao tần tự động

LỜI CẢM ƠN
Trải qua năm tháng học tập tại trường Đại Học Bách Khoa Tp.HCM , đã giúp
em học tập rất nhiều về kiến thức cũng như kỹ năng trong học tập và làm việc từ
các Thầy, cô, bạn bè. Luận văn tốt nghiệp là phần công việc cuối cùng để trở thành
một kỹ sư trong tương lai. Hoàn thành Luận văn tốt nghiệp này một cách tốt nhất
không chỉ nhờ vào bản thân em mà còn nhờ vào sự chỉ dẫn , góp ý của các Thầy, Cô
và bạn bè đồng thời sự ủng hộ của Gia Đình. Qua đây em xin chân thành gửi lời cảm
ơn đến những người đã giúp đỡ, ủng hộ em trong suốt quá trình học tập và làm việc
trong những năm tháng là sinh viên .
Trước tiên, em xin chân thành cảm ơn Thầy Vũ Như Phan Thiện đã hướng dẫn
cho em trong suốt quá trình làm luận văn. Những lời nhận xét, gợi ý, huớng dẫn tận
tình của Thầy đã giúp em nhận ra được những thiếu sót về kinh nghiệm, kiến thức
để hoàn thiện luận văn cũng như là bản thân em.
Tiếp theo ,em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến những Thầy Cô đã giảng dạy
em, truyền đạt cho em những kiến thức về kỹ thuật đồng thời những kiến thức về
làm người. Đó sẽ là những thứ nền tảng để em phát triển hơn và sẽ hỗ trợ cho theo
em trong suốt quá trình tiếp theo.
Cuối cùng, em xin gửi lời cảm ơn tha thiết đến Gia Đình những người luôn
sát cánh bên em,ủng hộ em rất nhiều về mặt tinh thần.

Tp.Hồ Chí Mình , 30 tháng 5 năm 2019
Bùi Đình Khang

i


TÓM TẮT LUẬN VĂN
Dựa trên sự tìm hiểu những hệ thống tôi cao tần hiện tại, em đã tìm hiểu và thiết kế
máy tôi cao tần sử dụng cho việc tôi những trục tròn với năng suất và yêu cầu đặt ra.
Nội dung đề tài gồm 6 chương:
Chương 1: Tổng quan về hệ thống tôi cao tần

Chương 2: Xây dựng và lựa chọn phương án thiết kế
Chương 3: Tính toán và thiết kế cơ khí
Chương 4: Thiết kế phần điều khiển điện
Chương 5: Hướng dẫn thao tác trên máy và bảo trì : hướng dẫn người sử dụng qua
các bước cụ thể và bảo trì máy.
Chương 6: Kết luận và hướng phát triển cho đề tài

ii


MỤC LỤC
LỜI CẢM ƠN........................................................................................................................i
TÓM TẮT LUẬN VĂN.......................................................................................................ii
MỤC LỤC...........................................................................................................................iii
DANH SÁCH HÌNH VẼ......................................................................................................v
DANH SÁCH BẢNG........................................................................................................vii
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN................................................................................................1
1.1 Tổng quan về quá trình nhiệt luyện.......................................................................1
1.2 Đặt vấn đề..............................................................................................................2
1.3 Phạm vi đề tài........................................................................................................2
1.4 Tìm hiểu về quá trình tôi cao tần...........................................................................3
1.4.1 Chiều dày lớp tôi cứng.............................................................................4
1.4.2 Các phương pháp tôi cao tần....................................................................5
1.4.3 Tổ chức và tính chất của thép sau khi tôi cao tần....................................6
1.4.4 Phân tích ưu nhược điểm của phương pháp tôi cao tần...........................7
1.5 Một số máy tôi cao tần trên thị trường...................................................................8
1.6 Một số ứng dụng của tôi cao tần..........................................................................10
CHƯƠNG 2: XÂY DỰNG VÀ CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ..................................12
2.1 Xây dựng phương án thiết kế...............................................................................12
2.1.1 Thông số thiết kế......................................................................................12

2.1.2 Sơ đồ khối................................................................................................12
2.2 Phân tích và chọn phương án thiết kế..................................................................13
2.2.1 Cơ cấu đỡ phôi.........................................................................................13
2.2.2 Cơ cấu đẩy................................................................................................16
2.2.3 Cơ cấu cấp phôi........................................................................................23
2.2.4 Cơ cấu làm nguội.....................................................................................24
2.3 Chọn cơ cấu chính cho máy.................................................................................25
CHƯƠNG 3: TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ CƠ KHÍ........................................................28
3.1 Cụm tôi cao tần....................................................................................................28
3.2 Cụm vít me...........................................................................................................34
3.3 Cụm con lăn.........................................................................................................38
3.4 Cụm làm nguội.....................................................................................................43
3.5 Tính toán chọn ổ lăn............................................................................................48
3.6 Mô phỏng sức bền khung bằng phần mềm solidworks........................................49
CHƯƠNG 4: THIẾT KẾ PHẦN ĐIỀU KHIỂN ĐIỆN.....................................................54
4.1 Tìm hiểu tổng quan về PLC.................................................................................54
iii


4.2 Thiết kế phần điều khiển điện..............................................................................58
CHƯƠNG 5: HƯỚNG DẪN LẮP ĐẶT VẬN HÀNH VÀ BẢO TRÌ HỆ THỐNG........62
5.1 Yêu cầu về lắp ghép.............................................................................................62
5.2 Hướng dẫn vận hành máy....................................................................................67
5.3 Bảo trì..................................................................................................................67
CHƯƠNG 6: KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN ĐỀ TÀI.....................................69
6.1 Đánh giá kết quả thiết kế.....................................................................................69
6.2 Hướng phát triển đề tài........................................................................................69
TÀI LIỆU THAM KHẢO..................................................................................................70

iv

DANH SÁCH HÌNH VẼ
Hình 1.1 Giản đồ Fe-C....................................................................................................1
Hình 1.2 Tôi cao tần trục.................................................................................................3
Hình 1.3 Nguyên lý tôi cao tần........................................................................................4
Hình 1.4 Đồ thị quan hệ ρ và μ.......................................................................................5
Hình 1.5 Tôi cao tần bánh răng.......................................................................................7
Hình 1.6 Máy Magnet Electro.........................................................................................8
Hình 1.7 Lò tôi cao tần IRIS...........................................................................................9
Hình 1.8 Ứng dụng lò tôi cao tần trong luyện nấu kim loại..........................................11
Hình 2.1 Phôi tròn.........................................................................................................12
Hình 2.2 Sơ đồ khối.......................................................................................................13
Hình 2.3 Con lăn............................................................................................................14
Hình 2.4 Phương án con lăn điều chỉnh góc α..............................................................15
Hình 2.5 Phương án con lăn & cụm đẩy.......................................................................15
Hình 2.6 Xích tải...........................................................................................................16
Hình 2.7 Cơ cấu vít me..................................................................................................19
Hình 2.8 Xylanh khí nén...............................................................................................20
Hình 2.9 Sơ đồ nguyên lý hoạt động xylanh khí nén....................................................21
Hình 2.10 Vòng phun nước...........................................................................................23
Hình 2.11 Cụm cấp phôi................................................................................................25
Hình 2.12 Cụm vít me...................................................................................................25
Hình 2.13 Cụm con lăn..................................................................................................26
Hình 2.14 Cụm bơm và tôi cao tần................................................................................26
Hình 2.15 Sơ đồ nguyên lý chính của máy....................................................................27

v

Hình 3.1 Cụm vít me.....................................................................................................34
Hình 3.2 Sơ đồ nguyên lý con lăn.................................................................................38
Hình 3.3 Momen quán tính con lăn...............................................................................39
Hình 3.4 Sơ đồ nguyên lý hệ thống làm nguội..............................................................43
Hình 3.5 Sơ đồ bơm.......................................................................................................45
Hình 3.6 Mô phỏng bền của khung...............................................................................50
Hình 3.7 Kết quả mô phỏng ứng suất của khung..........................................................51
Hình 3.8 Kết quả mô phỏng chuyển vị của khung........................................................52
Hình 3.9 Kết quả mô phỏng biến dạng của khung........................................................52
Hình 4.1 PLC FX2N-32MT hang Mitsubishi................................................................56
Hình 4.2 PLC S7-200 của hãng Siemens......................................................................56
Hình 4.3 Khởi động từ...................................................................................................57
Hình 4.4 Relay công nghiệp..........................................................................................57
Hình 4.5 Sơ đồ khối điều khiển.....................................................................................59
Hình 4.6 Sơ đồ giải thuật điều khiển.............................................................................60
Hình 5.1 Cụm khung máy.............................................................................................62
Hình 5.2 Lắp ghép cụm con lăn.....................................................................................63
Hình 5.3 Lắp cụm vít me...............................................................................................63
Hình 5.4 Lắp cụm cấp phôi...........................................................................................64
Hình 5.5 Lắp cụm lấy phôi............................................................................................65
Hình 5.6 Lắp cụm tôi cao tần........................................................................................65
Hình 5.7 Lắp cụm làm nguội.........................................................................................66
Hình 5.8 Lắp vỏ máy.....................................................................................................66

vi


DANH SÁCH BẢNG
Bảng 3.1 Đặc tính của đồng..........................................................................................30
Bảng 3.2 Đặc tính của phôi...........................................................................................30

Bảng 3.3 Kết quả tính toán cụm tôi cao tần..................................................................34
Bảng 3.4 Thông số ren..................................................................................................35
Bảng 3.5 Hệ số thất thoát của 1 số ống nối...................................................................46

vii


CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG TÔI CAO TẦN
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG TÔI CAO TẦN
1.1 Tổng quan về quá trình nhiệt luyện
Nhiệt luyện là một phương pháp tác động nhiệt độ lên vật chất nhằm làm thay
đổi vi cấu trúc chất rắn, đôi khi tác động làm thay đổi thành phần hóa học, đặc tính của
vật liệu. Chủ yếu của ứng dụng nhiệt luyện là thuộc về ngành luyện kim. Nhiệt luyện
cũng được sử dụng trong nhiều lĩnh vực khác nhau, ví dụ như ngành sản xuất thủy
tinh. Quá trình nhiệt luyện bao gồm sự nung nóng hoặc làm nguội với mức độ chênh
lệch đáng kể, hoặc xử lý nhiệt theo một thời gian biểu nhằm mục đích làm mềm hay
làm cứng vật liệu, cũng như tạo ra sự cứng hay mềm khác nhau trên cùng một vật liệu,
ví dụ như tôi bề mặt, vật liệu chỉ cứng ở bề mặt (chống mài mòn) nhưng lại dẻo dai ở
phần bên trong (chịu va đập cũng như chịu uốn rất tốt).

Hình 1.1 Giản đồ Fe-C
Một số quá trình nhiệt luyện:
a. Ủ
Là phương pháp nung nóng thép đến nhiệt độ nhất định (từ 200 - 10000C), giữ
nhiệt lâu rồi làm nguội chậm cùng với lò để đạt được tổ chức ổn định.
1


CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG TÔI CAO TẦN
b.Thường hóa

Là phương pháp nhiệt luyện gồm nung nóng thép đến trạng thái hoàn toàn
Austenit (A3 +(30 – 50 ºC) hay Acm + (30 – 50 ºC)) giữ nhiệt rồi làm nguội tiếp theo
trong không khí tĩnh để Austenit phân hóa thành peclit phân tán thành xocbit với độ
cứng tương đối thấp. Ưu điểm của phương pháp này là giải phóng lò ngay sau khi
nung.
c. Tôi thép
Tôi thép là phương pháp nung nóng thép lên cao quá nhiệt độ tới hạn để làm xuất
hiện tổ chức Austenit giữ nhiệt rồi làm nguội nhanh thích hợp để austenit chuyển
thành mactenxit hay các tổ chức không ổn định khác với độ cứng cao.
1.2 Đặt vấn đề
- Việt Nam là 1 quốc gia đang phát triển với tài nguyên thiên nhiên khoáng sản
với trữ lượng dồi dào là điều kiện thuận lợi để ngành cơ khí phát triển.
- Nhưng chúng ta vẫn chưa tận dụng hết nguồn lực quý giá ấy. Ngành công
nghiệp cơ khí của chúng ta vẫn còn khá khiêm tốn với 1 quốc gia đã và đang phát
triển.Chỉ có chú trọng vào ngành công nghiệp này mới là đầu tàu kéo kinh tế quốc gia
đi lên.
- Nhiệt luyện là một quá trình hết sức quan trọng trong ngành cơ khí. Và chỉ có
làm nhiệt luyện thành công thì mới vực dậy nền cơ khí Việt Nam. Xuất phát từ nhu
cầu thực tế và mong muốn đóng góp cho xã hội, em chọn nghiên cứu đề tài máy tôi
can tần dùng trong công nghiệp.
1.3. Phạm vi đề tài
Đề tài : Thiết kế hệ thống cấp tự động cho máy tôi cao tần
 Phạm vi:
- Tìm hiều cơ sở lý thuyết về hệ thống cấp phôi cho máy tôi cao tần
- Lựa chọn phương án truyền động
- Tính toán thiết kế hệ thống cấp phôi
- Tính toán chọn máy tôi cao tần
- Thiết kế hệ thống điện
2

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG TÔI CAO TẦN
- Sử dụng phần mểm tính toán,mô phỏng chuyển động,tính toán sức bền máy
- Bảo trì, bảo dưỡng máy
 Yêu cầu :
- Máy vận hành trơn tru đạt được yêu cầu đề ra
- Kết cấu thuận lợi cho thao tác điều khiển
- Diện tích máy tối ưu không gian làm việc
- Dễ bảo trì bảo dưỡng
- Dễ cải tiến và tự động hóa
1.4. Tìm hiểu về quá trình tôi cao tần
Tôi cao tần cũng là một trong các phương pháp nhiệt luyện làm thay đổi tổ chức,
từ đó biến đổi cơ tính và các tính chất khác theo nhu cầu sử dụng của con người.
Nguyên lý nung nhiệt của tôi cao tần là dựa trên hiện tượng cảm ứng điện từ,
dùng sức nóng của dòng điện tạo ra trên bề mặt chi tiết, khi chi tiết đặt trong một từ
trường biến thiên. Và chiều sâu lớp bề mặt có dòng điện chay qua tỷ lệ thuận với tấn
số f.

Hình 1.2: Tôi cao tần trục

3


CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG TÔI CAO TẦN

Hình 1.3: Nguyên lý tôi cao tần
1.4.1. Chiều dày lớp tôi cứng.
Đối với tôi thể tích thì chiều sâu của lớp tôi cứng là gần như toàn bộ thể tích chi
tiết từ ngoài vào trong.
Còn đối với tôi cao tần thì tần số của dòng điện quyết định đến chiều dày lớp

nung nóng cho nên quyết định đến chiều sâu lớp tôi cứng. Và thông thường với
phương pháp tôi cao tần người ta sẽ áp dụng cho các chi tiết chỉ cần bề mặt cứng để
chịu mài mòn tốt, và bên trong vẫn đảm bảo deo dai, vậy nên thường chiều sâu lớp tôi
cứng bằng 20% diện tích.

4


CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG TÔI CAO TẦN

Hình 1.4: Đồ thị quan hệ

&

Tần số cao nên chiều sâu lớp tôi thay đổi không đáng kể vì:
=

.

(

Trong đó :
∶đệ

ấ (Ω.

ở

)

∶ độ ừ ℎẩ
f: tần số dòng điện (Hz)
Năng lượng chuyển thành nhiệt trong khối liệu W
W=

.

. 2. .

.

. . . 10

Trong đó
I : cường độ dòng điện trong cuộn cảm
5

)


CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG TÔI CAO TẦN
n: Số vòng cảm ứng
d : Đường kính vòng (cm)
h : Chiều cao kim loại trong lò (cm)
: độ từ thẩm (H/m)
:điện trờ suất (Ω.cm)
1.4.2. Các phương pháp tôi cao tần
Tùy thuộc vào vật liệu và mục đích sử dụng mà có các phương pháp tôi cao tần
như sau:
 Nung nóng và làm nguội toàn bề mặt, áp dụng cho các chi tiết, bề mặt tôi nhỏ.

 Nung nóng và làm nguội tuần tự, từng phần riêng biệt thường áp dụng cho tôi
bánh răng, và trục khuỷu.
Nung nóng và làm nguội liên tục liên tiếp và thường áp dụng cho các chi tiết dài.
1.4.3 Tổ chức và tính chất của thép sau khi tôi cao tần
 Tổ chức:
- Tổ chức nhận được sau tôi là Mactenxit có độ cứng cao
- Nhiệt độ chuyển biến pha được nâng cao lên, do vậy độ tôi phải lấy cao hơn
tôi thể tích từ 100 - 200°C.
- Để đảm bảo hạt nhỏ và mịn thì sau khi tôi phải ram cao.
 Cơ tính:
- Bề mặt vật liệu có thể đạt độ cứng từ 45 - 62 HRC tùy thuộc và từng vật liệu.
- Bên trong lõi vẫn đảm bảo dẻo dai với độ cứng khoảng 15 - 30HRC
=> Chính vì vậy mà chi tiết sau khi tôi cao cần có độ cứng cao, vừa chịu được
ma sát mài mòn, vừa chịu được tải trọng tĩnh hay va đập cao, rất thích hợp với
bánh răng, trục truyền,.... Ngoài ra chi tiết tôi cao tần còn có thể chịu được mỏi
và chịu uốn xoắn tốt.
1.4.4. Phân tích ưu nhược điểm của phương pháp tôi cao tần.
6


CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG TÔI CAO TẦN
 Ưu điểm:
- Năng suất cao do thời gian tăng nhiệt nhanh
- Chất lượng tốt, tránh được các hiện tượng oxi hóa bề mặt, hạn chế biến dạng
cong vênh.
- Chi tiết sau khi tôi cao tần chịu được ma sát, mài mòn, chịu uốn xoắn tốt.
- Dễ cơ khí hóa và tự động hóa.
- Không gây ô nhiễm môi trường.
 Nhược điểm:
- Khó áp dụng cho các chi tiết phức tạp, có biên dạng không đồng đều,....

- Không tôi cao tần được một số loại thép có tính hợp kim cao như SKD,....
- -Tôi cao tần thường áp dụng tốt cho thép có hàm lượng cacbon trung bình nhứ
C45, hay 40Cr,

Hình 1.5: Tôi cao tần bánh răng
1.5. Một số máy tôi cao tần trên thị trường

7


CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG TÔI CAO TẦN
1.5.1 Hệ thống tôi cao tần dạng ngang

Hình 1.6: Máy Magnet Electro
Hiệu: Magnet Electro
Thông số kỹ thuật:
Model

Magnet Electro

Xuất sứ

Đài Loan
3 Pha, 380V AC, 50Hz, 180KVA

Điện áp đầu vào

Kích thước máy

2250 x 1200 x 1700 (mm)

Hệ thống làm mát

1 bộ

Đặc tính kỹ thuật:
- Công dụng: Gia nhiệt các loại vật liệu chi tiết.
- Có khả năng thiết kế theo yêu cầu công suất và tần số sử dụng.

8


CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG TÔI CAO TẦN
- Gá lò có thiết kế theo hình ống vuông, giúp tính toán chính xác nhu cầu vòng
nung, nâng hiệu quả nung.
- Ray chuyền hình chữ V tiện vệ sinh làm sạch.
- Vỏ gá lò được làm từ Bakelite, kiên cố, bền và không chiếm không gian.
- Ống kẹp chi tiết có trang bị hệ thống tăng giảm điện, đảm bảo vật liệu chi tiết
không bị nóng chảy.
- Có trang bị bộ bảo vệ máy chính, dễ bảo trì, dễ sử dụng, giảm thiểu sự cố.
- Có trang bị thiết bị cấp phôi, có thể cấp đủ loại vật liệu gia nhiệt.
1.5.2 Lò tôi cao tần dạng đứng

Hình 1.7: Lò tôi cao tần IRIS

Thông số kỹ thuật

9

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG TÔI CAO TẦN
Model

IRIS-SF-15

Tần số

28-40

Điện áp (V/Hz)

220/50

Công suất (KW)

15

Dòng lớn nhất (A)

35

Hiệu suất

95%

Chu kỳ nhiệm vụ

100%

1.6. Ứng dụng tôi cao tần

- Ứng dụng cho mọi vật liệu như: Linh kiện trong lĩnh vực chế tạo ôtô, dụng cụ kim
loại, bánh răng, ống thép lớn, trục chuyển động, dao cho máy tiện, máy phay, khoan,.
- Lĩnh vực hoạt động của lò: Nung chảy kim loại, nung nóng kim loại trong lĩnh vực
gia công, tôi toàn bộ chi tiết hoặc từng phần của chi tiết.
- Cho phép thay đổi công suất nung, thời gian nung chính xác trong việc gia công kim
loại, thời gian nung nhanh
- Ứng dụng trong lĩnh vực luyện, nấy chảy quặng như: Quặng vàng, bạc, đồng, nhôm,
thép và những kim loại quý khác.
- Làm khô nhanh bề mặt vật liệu.
- Ứng dụng trong lĩnh vực tôi kim loại như: Đầu mũi khoan lớn, dao, những dụng cụ
gia công cơ khí,...
- Lò nung cao tần là một trong những thiết bị không thể thiếu trong những xưởng gia
công kim loại, nó cho phép người sử dụng khai thác và ứng dụng trong nhiều lĩnh vực
cần thiết.
- Những lĩnh vực khác như: Làm nóng chảy thuỷ tinh, pha lê, tôi những chi tiết máy
móc, hàn chất liệu nhựa với thép,...
10


CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG TÔI CAO TẦN

Hình 1.8: Ứng dụng lò cao tần trong luyện nấu kim loại

11


CHƯƠNG 2: XÂY DỰNG VÀ CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ
CHƯƠNG 2 : XÂY DỰNG VÀ CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ
2.1. Xây dựng phương án thiết kế
2.1.1. Thông số thiết kế

Phôi : thép c45 , đường kính Ø15 – Ø 30 , chiều dài phôi 100 ÷ 150 mm
Số ca làm việc 2 ca/ngày

Hình 2.1 : Phôi tròn
- Phôi được tôi đảm bảo độ cứng yêu cầu

2.1.2. Sơ đồ khối

12


CHƯƠNG 2: XÂY DỰNG VÀ CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ

Hình 2.2: Sơ đồ khối
2.2. Phân tích và lựa chọn phương án thiết kế
Dựa theo yêu cầu của máy tôi cao tần và theo phân tích trên sơ đồ khối ta thấy bộ
phận quan trọng nhất trong hệ thống là bộ phận truyền chuyển động cho phôi đảm bảo
phôi vừa chuyển động tính tiến vừa xoay đều khi vào vòng tôi cao tần .
Nguyên lý hoạt động :
Phôi vửa chuyển động tịnh tiến vừa xoay khi vào vòng tôi cao tần
Dựa vào nguyên tắc hoạt động ta đề ra yêu cầu thiết kế như sau
- Có thể thay đổi kích thước phôi tùy theo mục đích
- Có thể thay đổi vận tốc tịnh tiến của phôi
- Cụm có thể dễ dàng lắp ráp và dễ dàng bảo trì sửa chữa
2.2.1. Cơ cấu đỡ phôi
Vì phôi hình tròn và yêu cầu xoay được nên chọn cơ cấu là con lăn hoặc bề mặt
tiếp xúc là hình côn
Phương án 1: Con lăn côn + cơ cấu đẩy
Nguyên lý hoạt động :
- Con lăn côn đặt nhiều thành hàng dọc nghiêng góc α

13


CHƯƠNG 2: XÂY DỰNG VÀ CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ
- Phôi được cấp rớt vào trong lòng con lăn
- Cụm đẩy có nhiệm vụ đẩy con lằn tịnh tiến

Hình 2.3: Con lăn
Ưu điểm :
+ Giá thành rẻ mua dễ dàng
+ Diện tích tiếp xúc rộng nên có thể đỡ trục với đường kính lớn
Nhược điểm :
+ Lắp đặt phức tạp
+ Không truyền chuyển động xoay cho trục được
+ Phù hợp với trục dài hơn trục ngắn
Phương án 2 : Con lăn có thể điều chỉnh được góc α
Nguyên lý hoạt động :
- 2 con lăn đặt song song với nhau
- Con lăn A chủ động quay với vận tốc góc ω, con lăn B là con lăn bị động
- Con lăn B có thể điểu chỉnh góc nghiêng α so với mặt phẳng nằm ngang
- Khi con lăn xoay phôi có thể vừa xoay vừa chuyển động

14


CHƯƠNG 2: XÂY DỰNG VÀ CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ

Hình 2.4: Phương án con lăn điều chỉnh góc α
Ưu điểm :
- Đơn giản hệ thong vì lược bỏ cụm đẩy phôi

- Có thể điều chỉnh góc α
Nhược điểm :
- Không thể cấp đồng thời nhiều phôi
- Không linh hoạt trong sử dụng
Phương án 3 : Con lăn xoay + cụm đẩy
Nguyên lý hoạt động
- 2 con lăn đặt song song với nhau
- Con lăn A chủ động quay với vận tốc góc ω, con lăn B là con lăn bị động
- Cụm đẩy có nhiệm vụ đẩy phôi tịnh tiến về phía trước

Hình 2.5: Phương án con lăn & cụm đẩy
15


CHƯƠNG 2: XÂY DỰNG VÀ CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ

Ưu điểm :
+ Có thể cấp nhiều phôi cùng lúc
+ Dễ dàng điều chỉnh được tốc độ tịnh tiến của phôi
+ Có thể điều chỉnh được khoảng cách giữa 2 con lăn
Nhược điểm :
+ Cần thêm cụm đẩy tốn không gian
2.2.2. Cơ cấu đẩy
Phương án 1 : Xích tải
Khái niệm:
Một trong số những băng tải cần tính liên kết cao đó là băng tải xích. Nó chủ yếu
được sử dụng khi vận chuyển liên tục vật liệu được thực hiện với một khoảng cách
nhất định. Để phù hợp với từng loại vật liệu tải thì các mắc xích sẽ được lựa chọn và
gắn kết với nhau thành một chuỗi dài.
Thông thường các chuỗi xích được gắn kết với nhau thành chuỗi hoặc khối rắn

chắc. chúng được gắn kết với nhau bằng bulong và các thanh chắn 2 bên, các chuỗi có
thể được hàn hoặc không hàn. Một số bánh răng được đồng bộ hóa với các khe trong
chuỗi để làm cho mắc xích di chuyển. Một tấm xích lớn là một chuỗi hệ thống bao
gồm các mắc xích, con lăn, làm bằng thép, thép không rỉ hoặc nhựa. Các bộ phận thép
thường được xử lý bằng nhiệt cho dẻo dai hơn. Tùy theo từng ứng dụng mà ta lựa chọn
loại xích cho phù hợp. Ứng dụng băng tải xích trong ngành khai thác mỏ sẽ khác với
ngành sản xuất lốp xe.
Nguyên lý hoạt động:
Băng tải xích có cấu tạo đơn giản, thường có 1 đến 2 sợi chuyền, bề mặt băng tải
được đặt trên các sợi truyền nhờ đó sẽ kéo các sản phẩm về phía trước nhờ lực ma sát.
Hệ thống băng tải này có thể vận chuyển được các loại hàng hóa với trọng lượng lớn

16


CHƯƠNG 2: XÂY DỰNG VÀ CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ
lên được nhiều cơ sở sản xuất rất yêu thích. Băng tải xích thường được sản xuất từ
xích công nghiệp với chất liệu là nhôm định hình.

Hình 2.6: Xích tải
Ưu nhược điểm:
Ưu điểm của băng tải xích
- Băng tải xích tấm kim loại có độ bền và độ cứng cao, cho phép vận chuyển
các vật liệu dạng cục lớn, nặng và có cạnh sắc.
- Bộ phận kéo của băng tải xích tấm vận hành bằng xích nên có độ bền kéo
lớn, có chiều dài và chiều cao băng lớn dẫn làm tăng năng suất của băng tải.
- Băng tải có góc nghiêng lớn.
- Băng tải xích tấm chuyển động với vận tốc không lớn nên băng tải vận hành
một cách dễ dàng thuận tiện.
- Khi sử dụng cơ cấu di động có thể đặt băng tải cong trong 1 mặt phẳng

thẳng đứng hoặc mặt phẳng ngang.
- Thiết kế đơn giản, vận hành linh hoạt, dễ dàng lắp đặt và bảo trì.
- Có khả năng chống chịu mài mòn tốt.
17


CHƯƠNG 2: XÂY DỰNG VÀ CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ
- Có thể thiết kế với nhiều dạng khác nhau như: cong, thẳng, ngiêng,
- Vận chuyển được các vật liệu có khối lượng lớn.
Nhược điểm :
- Trọng lượng băng tải và trọng lượng truyền động lớn.
- Kết cấu của băng tải tương đối phức tạp nên vốn đầu tư lớn
- Trong băng tải xích tấm có nhiều con lăn và bánh răng nên việc chăm sóc
và bảo dưỡng phải diễn ra thường xuyên do đó chi phí vận hành lớn so với
các loại băng tải khác.
Phương án 2 : Vít me đai ốc
Phương án vít me
Khái niệm vít me:
Vít me là cơ cấu trục vít gắn liền với đai ốc dùng để truyền chuyển động cho cơ
cấu trượt dọc theo trục vít me (trục vít me thường dài so với đường kính của nó).
Thông thường, trục vít me có ren ở 2 đầu mối, hình thanh để có thể chịu lực cao hơn,
khi truyền động sẽ làm cho đai ốc chuyển động tịnh tiến (cũng có trường hợp cơ cấu
đai ốc quay làm cho trục vít me chuyển động tịnh tiến). Nếu trục vít đứng yên thì đai
ốc chuyển động tịnh tiến hoặc đai ốc đứng yên thì trục vít chuyển động tịnh tiến – Đó
nguyên lý hoạt động của trục vít me.
Từ nguyên lý trên, người ta chế tạo ra các loại máy vít nâng hạ cửa van với chiều
dài của trục vít lớn hơn nhiều so với đường kính của nó, nên tải trọng nâng hạ của trục
vít là khác nhau (ví dụ: chiều dài trục vít càng ngắn thì lực nâng hạ càng lớn).
Ngoài ra, người sử dụng cũng có thể điều chỉnh tốc độ dịch chuyển lên xuống
của trục vít bên trong hộp số của máy vít bằng điện hoặc quay đai ốc. Bộ truyền vitmeđai ốc bi thường được sử dụng trong chuyển động chạy dao các máy CNC , NC và

dùng trong các máy mài, máy doa tốc độ và các loại máy khác. Chuyển động chạy dao
tịnh tiến thường được dẫn động bởi các động cơ servo.

18