thiết kế máy đúc gối đỡ cống bê tông bằng phương pháp rung

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

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC

THIẾT KẾ MÁY ĐÚC GỐI ĐỠ CỐNG BÊ TÔNG
BẰNG PHƯƠNG PHÁP RUNG

SVTH: Nguyễn Tấn Lộc
MSSV: 21202014
GVHD: ThS. Vũ Như Phan Thiện
TP.HCM, 2019


LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP

GVHD: ThS. Vũ Như Phan Thiện

LỜI CẢM ƠN
Đầu tiên, em xin gửi lời cảm ơn chân thành tới Thầy ThS Vũ Như Phan Thiện đã trực
tiếp hướng dẫn, chỉ bảo tận tình trong suốt quá trình em làm luận văn. Đồng thời, cũng xin
gửi lời cảm ơn tới quý thầy cô trong Bộ môn Thiết kế máy và khoa Cơ khí đã giúp đỡ em
hoàn thành luận văn này.
Em xin cảm ơn tất cả các quý thầy cô thuộc Bộ môn Thiết kế máy, khoa Cơ khí và
Trường Đại học Bách Khoa đã trang bị cho em những kiến thức nền tảng bổ ích và cần thiết
trong suốt quá trình học đại học. Cám ơn các bạn cùng phòng và các bạn bè đã nhiệt tình
chỉ dẫn và cung cấp tài liệu tham khảo để em có thể hoàn thành luận văn này.
Em xin chân thành cảm ơn!
TP. Hồ Chí Minh, ngày…tháng…năm 2019

Sinh viên thực hiện

Nguyễn Tấn Lộc

1


LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP

GVHD: ThS. Vũ Như Phan Thiện

MỤC LỤC
LỜI CẢM ƠN .............................................................................................................. 1
MỤC LỤC ................................................................................................................... 2
DANH MỤC HÌNH ẢNH ........................................................................................... 4
DANH MỤC BẢNG BIỂU ......................................................................................... 6
Chương 1. TỔNG QUAN ......................................................................................... 7
1.1

Đối tượng nghiên cứu ................................................................................... 7

1.2

Mục tiêu, nhiệm vụ, giới hạn luận văn ....................................................... 11

1.3

Tổ chức luận văn......................................................................................... 12

Chương 2. THIẾT KẾ NGUYÊN LÝ VÀ LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ

14
2.1

Yêu cầu thiết kế .......................................................................................... 14

2.2

Thiết kế nguyên lý ...................................................................................... 14

2.3

Lựa chọn cơ cấu rung làm chặt sản phẩm .................................................. 16

2.4

Lựa chọn cơ cấu quay khuôn ...................................................................... 19

2.5

Lựa chọn phương án cấp liệu...................................................................... 21

2.6

Lựa chọn các phương án thiết kế ................................................................ 22

Chương 3. CÁC BỘ PHẬN CƠ KHÍ...................................................................... 23
3.1

Mô hình thiết kế .......................................................................................... 23

3.2

Các thông số máy đầu vào .......................................................................... 23

3.3

Thiết kế khuôn cốp pha............................................................................... 24

2


LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP

GVHD: ThS. Vũ Như Phan Thiện

3.4

Thiết kế cụm nâng khuôn ........................................................................... 34

3.5

Thiết kế máng cấp liệu vào khuôn .............................................................. 39

3.6

Thiết kế bunke nạp liệu và cửa xả liệu ....................................................... 48

3.7

Thiết kế cụm bánh lái ................................................................................. 49

3.8

Cụm dẫn động bánh xe sau ......................................................................... 58

Chương 4. HỆ THỐNG THỦY LỰC VÀ ĐIỀU KHIỂN ...................................... 68
4.1

Giới thiệu về hệ thống thủy lực và hoạt động của nó ................................. 68

4.2

Tính chọn các phần tử hệ thống .................................................................. 71

4.3

Hệ thống điện và điều khiển ...................................................................... 74

Chương 5. KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN ĐỀ TÀI .............................. 76
5.1

Kết luận ....................................................................................................... 76

5.2

Hướng phát triển đề tài ............................................................................... 76

TÀI LIỆU THAM KHẢO ......................................................................................... 77

3

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP

GVHD: ThS. Vũ Như Phan Thiện

DANH MỤC HÌNH ẢNH
Hình 1-1 Gối cống bê tông đúc sẵn ...................................................................................... 7
Hình 1-2 Gối đỡ cống bê tông đúc sẵn đang được lắp đặt ................................................... 7
Hình 1-3 Máy đúc trượt Haiyu ............................................................................................. 9
Hình 1-4 Máy đúc cấu kiện bê tông đúc sẵn TB của hãng CGM....................................... 10
Hình 1-5 Kích thước gối cống bê tông D300 theo tiêu chuẩn TCVN 10799:2015 ........... 12
Hình 2-1 Nguyên lý hoạt động của máy............................................................................. 14
Hình 2-2 Sơ đồ phương án cho từng cụm chức năng con .................................................. 15
Hình 2-3 Cơ cấu rung kiểu khứ hồi .................................................................................... 16
Hình 2-4 Cơ cấu rung động bằng piston khí nén................................................................ 18
Hình 2-5 Cơ cấu gây rung điện từ ...................................................................................... 19
Hình 3-1 Mô hình thiết kế .................................................................................................. 23
Hình 3-2 Hình dạng sản phẩm đúc khuôn .......................................................................... 25
Hình 3-3 Giảm chấn cao su ................................................................................................ 29
Hình 3-4 Giảm chấn lò xo .................................................................................................. 29
Hình 3-5 Cơ cấu quay kiểu thanh răng - bánh răng LTR153-045/1803P-TB13-C............ 32
Hình 3-6 Cụm nâng khuôn ................................................................................................. 35
Hình 3-7 Biểu đồ lực tác động lên xy lanh nâng khuôn ..................................................... 35
Hình 3-8 Xy lanh nâng khuôn ............................................................................................ 38
Hình 3-9 Xy lanh nâng hạ thanh gạt liệu............................................................................ 42
Hình 3-10 Lực lớn nhất tác dụng lên xy lanh dẫn động máng cấp liệu ............................. 44
Hình 3-10 Xy lanh dẫn động máng cấp liệu ....................................................................... 47
Hình 3-11 Xy lanh nâng hạ bánh lái ................................................................................... 51
Hình 3-12 Tâm và bán kính quay vòng của máy ............................................................... 53

Hình 3-13 Lực tác dụng trên bánh xe ................................................................................. 54
Hình 3-14 Nối trục xích CR 4016 của hãng Tsubakimoto ................................................. 58
Hình 3-15 Lực tác dụng trên bánh xe ................................................................................. 59
Hình 4-1 Sơ đồ mạch thủy lực của máy ............................................................................. 70
Hình 4-2 Dòng van DMT của hãng Yuken ........................................................................ 72
4


LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP

GVHD: ThS. Vũ Như Phan Thiện

Hình 4-3 Van an toàn ......................................................................................................... 73
Hình 4-4 Van tiết lưu một chiều ......................................................................................... 74
Hình 4-5 Sơ đồ hệ thống điện của máy .............................................................................. 74

5


LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP

GVHD: ThS. Vũ Như Phan Thiện

DANH MỤC BẢNG BIỂU
Bảng 1 Thông số kĩ thuật máy đúc trượt Haiyu ................................................................. 10
Bảng 2 Thông số kĩ thuật máy đúc CGM dòng TB............................................................ 11
Bảng 3 Ưu nhược điểm của rung động bằng chuyển động khứ hồi ................................... 16
Bảng 4 Ưu nhược điểm của phương pháp gây rung bằng lực ly tâm quay tròn ................ 17
Bảng 5 Ưu nhược điểm của phương pháp rung động bằng khí nén ................................... 18
Bảng 6 Ưu nhược điểm của rung động bằng điện từ.......................................................... 19

Bảng 7 Bảng thời gian quá trình sản xuất .......................................................................... 23
Bảng 8 Đặc tính thép XCT42 ............................................................................................. 26
Bảng 9 Thông số động cơ MVE 300/3 ............................................................................... 28
Bảng 10 Thông số động cơ kiểu thanh răng – bánh răng LTR153-045/1803P-TB13-C ... 32
Bảng 11 Xy lanh thủy lực dòng CHN ................................................................................ 38
Bảng 12 Xy lanh thủy lực dòng CHN ................................................................................ 41
Bảng 13 Xy lanh thủy lực dòng CHN32 ............................................................................ 47
Bảng 14 Xy lanh thủy lực dòng CHADF ........................................................................... 51
Bảng 15 Động cơ của hãng PARKER dòng TB-0130 ....................................................... 56
Bảng 16 Nối trục xích CR 4016 ......................................................................................... 58
Bảng 17 Thông số động cơ của hãng PARKER dòng TB 0130 ........................................ 61
Bảng 18 Thông số đầu vào bộ truyền xích ......................................................................... 62
Bảng 19 Hệ số điều kiện sử dụng xích ............................................................................... 63
Bảng 20 Thông số bộ truyền xích....................................................................................... 67
Bảng 21 Các phần tử của hệ thống thủy lực ...................................................................... 68
Bảng 22 Áp suất làm việc của bộ phận công tác ................................................................ 69

6


LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP

GVHD: ThS. Vũ Như Phan Thiện

CHƯƠNG 1.

TỔNG QUAN

1.1 Đối tượng nghiên cứu
1.1.1 Mục đích của gối cống bê tông đúc sẵn

Gối cống bê tông đúc sẵn là cấu kiện xây dựng dùng đỡ ống cống tròn tại vị trí lắp
đặt. Đi cùng với danh sách các chủng loại ống cống bê tông cốt thép từ D300 đến D2000 là
danh sách gối đỡ cống bê tông đúc sẵn D300 đến D2500 tương ứng. Mỗi loại cống thoát
nước có gối đỡ có kích thước riêng phù hợp để đặt lên.

Hình 1-1 Gối cống bê tông đúc sẵn

Hình 1-2 Gối đỡ cống bê tông đúc sẵn đang được lắp đặt
7


LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP

GVHD: ThS. Vũ Như Phan Thiện

1.1.2 Thực trạng sản xuất
Hiện nay việc sản xuất gối đỡ cống bê tông đúc sẵn tại nước ta còn thực hiện với công
nghệ đúc ván khuôn thủ công. Do đó chất lượng sản phẩm không đồng đều, thời gian đáp
ứng chậm.
Quy trình đúc ván khuôn thủ công như sau:
-

Đầu tiên, một công nhân sẽ thực hiện các công đoạn chuẩn bị khuôn và đặt cốt
thép. Công việc chuẩn bị khuôn gồm có: làm sạch và bôi trơn khuôn, đặt khuôn
tại vị trí đúc.

-

Một công nhân sẽ đi trộn liệu và chuyển vật liệu đến vị trí đổ khuôn và đổ vào
khuôn.

-

Một công nhân sẽ chờ sẵn tại vị trí đổ liệu và dùng bay phân bố liệu đều trong
khuôn.

-

Một công nhân sẽ dùng máy rung dạng dùi để làm chặt vật liệu trong khuôn. Một
công nhân khác sẽ tiếp tục cho liệu bổ sung vào khuôn.

-

Hai công nhân sẽ làm công việc là dùng bay để can vật liệu trong khuôn, dùng một
ống lăn thép hoặc gỗ để gạt liệu tạo thành cung tròn chỗ đặt ống cống và xử lý bề
mặt để tạo sự láng mịn.

-

Sau khi đợi bê tông đủ cường độ, một công nhân sẽ làm nhiệm vụ tháo khuôn.

Theo quy trình trên, dù bố trí hiệu quả đến đâu cũng cần từ 5-7 công nhân và thời
gian để đổ được gối cống trung bình là 5 phút. Một ngày làm việc 8 tiếng thì sản lượng là
90 sản phẩm (có trừ hao thời gian nghỉ cho công nhân tương đương 6 sản phẩm – 30 phút).
Đó là với sản phẩm là gối cống loại D300.
Nếu làm bằng máy, chỉ cần 2 công nhân, một công nhân vận chuyển vật liệu bằng xe
nâng và một công nhân vận hành máy. Năng suất trung bình khoảng 2 - 4 phút/sản phẩm
(đối với loại máy dùng khuôn một sản phẩm và còn tùy độ phức tạp). Tức là ứng với 8 tiếng
làm việc thì sản lượng sẽ là 220 sản phẩm (trừ thời gian nghỉ giữa ca cho công nhân tương
đương 20 sản phẩm – 40 phút).

8


LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP

GVHD: ThS. Vũ Như Phan Thiện

Từ so sánh trên, dễ thấy rằng năng suất đạt được khi làm bằng máy là vượt trội hơn
so với cách làm thủ công. Như vậy với sự hỗ trợ của máy, một người công nhân sẽ có năng
suất trung bình gấp 7 lần so với một công nhân làm thủ công.
Ngoài ra, việc làm bằng máy còn giúp chất lượng sản phẩm đồng đều và cao hơn hẳn
so với làm thủ công.
Với các sản phẩm phức tạp hơn, làm bằng máy sẽ cho thấy ưu thế rõ rệt.
1.1.3 Các dạng máy sản xuất gối cống bê tông đúc sẵn hiện có trên thị trường
hiện nay
❖ Máy đúc trượt Haiyu (Trung Quốc)

Hình 1-3 Máy đúc trượt Haiyu
Đây là dạng máy bán tự động, sử dụng công nghệ đúc trượt với năng suất rất cao. Loại
này dùng để sản xuất các cấu kiện có hình dạng đơn giản.

9


LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP

GVHD: ThS. Vũ Như Phan Thiện

➢ Thông số kĩ thuật của máy:

Bảng 1 Thông số kĩ thuật máy đúc trượt Haiyu
Kích thước vật đúc

60x110x130 mm

Năng suất

1.2-1.4 m/phút

Công suất

4 kW

Công suất rung

1.5 kW

Điện thế

380V/220V

Kích thước máy (L*W*H)

2100x800X650 mm

Khối lượng

860 kg

❖ Máy đúc khuôn của hãng CGM (Ý)

Hình 1-4 Máy đúc cấu kiện bê tông đúc sẵn TB của hãng CGM
10


LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP

GVHD: ThS. Vũ Như Phan Thiện

Máy thuộc dạng bán tự động, năng suất cao. Có thể dễ dàng thay khuôn. Máy chuyên
dùng đúc các sản phẩm đúc sẵn tương đối phức tạp.
➢ Thông số kĩ thuật:
Bảng 2 Thông số kĩ thuật máy đúc CGM dòng TB
Kích thước vật đúc tối đa (L*W*H)

1200 × 1000 × 1000 𝑚𝑚

Công suất định mức

6 kW

Bộ rung điện từ, điều chỉnh bằng biến tần
Kích thước máy (L*W*H)

2600 × 3800 × 2950 𝑚𝑚

Năng suất

2 – 4 phút một sản phẩm

1.2 Mục tiêu, nhiệm vụ, giới hạn luận văn
Trong khuôn khổ luận văn, em trình bày thiết kế và tính toán máy sản xuất cấu kiện
bê tông đúc sẵn chuyên dụng với dạng khuôn đúc gối cống bê tông D300. Máy thuộc dạng
bán tự động, năng suất khoảng thích hợp cho sản xuất loạt nhỏ, giúp tiết kiệm chi phí nhân
công, đảm bảo chất lượng, giảm giá thành và tăng tính cạnh tranh cho doanh nghiệp.
Dạng sản phẩm sản xuất ra là dạng gối cống thoát nước D300, kích thước theo tiêu
chuẩn Việt Nam TCVN 10799:2015.
Theo TCVN 10799:2015, vật liệu sản xuất gối cống bê tông phải có cường độ lớn hơn
25 MPa. Trong luận văn này, em chọn mác bê tông M250 [5].
Một số thông số vật liệu cần quan tâm trong việc chế tọa máy đúc gối cống đó là:
-

Khối lượng riêng hỗn hợp bê tông nguyên liệu: 2350 𝑘𝑔/𝑚3 .[*Chú thích: Vì gối
cống bê tông là kết cấu chịu lực nên dùng bê tông nặng có khối lượng thể tích từ

11


LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP

GVHD: ThS. Vũ Như Phan Thiện

2200 – 2500 𝑘𝑔/𝑚3 . Vì mục đích tính toán, ta chọn khối lượng riêng phối trộn
là 2350 𝑘𝑔/𝑚3 .]

Hình 1-5 Kích thước gối cống bê tông D300 theo tiêu chuẩn TCVN 10799:2015

1.3 Tổ chức luận văn
CHƯƠNG I: TỔNG QUAN: Giới thiệu về tình trạng sản xuất gối đỡ cống bê tông
đúc sẵn và giới thiệu về những thiết kế đã có

CHƯƠNG II: THIẾT KẾ NGUYÊN LÝ VÀ LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN: Trình bày
các yêu cầu kĩ thuật mà máy cần đạt được, qua đó đưa ra các phương án đánh giá, lựa chọn
nguyên lý, lựa chọn các kết cấu cơ khí phù hợp
CHƯƠNG III: THIẾT KẾ CƠ KHÍ: Trình tự các bước tính toán, thiết kế phần cơ khí
12


LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP

GVHD: ThS. Vũ Như Phan Thiện

CHƯƠNG IV: HỆ THỐNG THỦY LỰC VÀ ĐIỀU KHIỂN: Đánh giá, thiết kế mạch
thủy lực và lựa chọn sử dụng các thiết bị thủy lực và mạch điều khiển trong máy.
CHƯƠNG V: KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN ĐỀ TÀI

13


LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP

GVHD: ThS. Vũ Như Phan Thiện

CHƯƠNG 2. THIẾT KẾ NGUYÊN LÝ
VÀ LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ
2.1 Yêu cầu thiết kế
Yêu cầu thiết kế của máy sản xuất gối cống bê tông đúc sẵn:
-

Công suất thiết kế: 30 sản phẩm/giờ.

-

Máy có thể thay đổi khuôn, kích thước khuôn phù hợp với các mẫu sản phẩm với
kích thước tương đương mẫu đang sản xuất.

2.2 Thiết kế nguyên lý

Hình 2-1 Nguyên lý hoạt động của máy
Dạng máy bán tự động: trong đó sẽ có một hoặc hai người vận hành để thao tác điều
khiển máy và làm sạch vị trí nền đặt thành phẩm, đặt cốt thép, bôi trơn khuôn…
Liệu đầu vào được đưa vào bunke – nơi liệu chờ để đổ vào khuôn.
14


LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP

GVHD: ThS. Vũ Như Phan Thiện

Máng cấp liệu sẽ lấy liệu từ bunke và đưa vào khuôn.
Sản phẩm sẽ được tạo hình trong khuôn, vật liệu sẽ được làm đặc bằng cách sử dụng
bộ rung khuôn gắn trực tiếp lên khuôn.
Khuôn có thể xoay được, đồng thời có thể nâng lên hạ xuống để giúp cho quá trình
lấy liệu, rút khuôn, làm sạch khuôn hay thay khuôn dễ dàng.
 Vì yêu cầu cấp vỉ cụ thể kết hợp tham khảo những máy hiện tại đã có để có thể đưa
ra phương án thiết kế phù hợp với chức năng yêu cầu.
2.2.1 Phân tích các chức năng con
Để thuận tiện trong việc lựa chọn phương án và thiết kế, ta phân tích máy tổng thể
thành các cụm chức năng con, từ đó đưa ra các phương án thiết kế cho từng cụm chức năng.
Sau cùng, đánh giá lại các phương án cho từng chức năng con này và phối hợp lại tạo thành
máy tổng thể.

Máy sản xuất
gối đỡ bê tông đúc sẵn

Chuyển liệu
vào khuôn

Cấp liệu

Bunke

Băng tải

Bằng xy
lanh thủy
lực

Truyền động
thanh răng bánh răng qua
động cơ điện

Khuôn tạo
hình sản phẩm

Quay
khuôn

Xy lanh
thủy lực

Nâng hạ

khuôn

Xy lanh
thủy lực

Động cơ
thủy lực
kiểu thanh
răng - bánh
răng
Động cơ
thủy lực
kiểu cánh
quạt

Hình 2-2 Sơ đồ phương án cho từng cụm chức năng con

15

Rung
khuôn

Rung cơ
học kiểu ly
tâm

Rung bằng
khí nén
(thủy lực)

Rung điện
từ


LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP

GVHD: ThS. Vũ Như Phan Thiện

2.3 Lựa chọn cơ cấu rung làm chặt sản phẩm
2.3.1 Vai trò của cơ cấu gây rung
Trong công nghiệp sản xuất bê tông cốt thép và các cấu kiện bê tông xây dựng, người
ta dùng rung động để làm chặt hỗn hợp bê tông do thiết bị khá đơn giản và hiệu quả cao.
Các hạt cốt liệu sẽ nhận năng lượng từ rung động và chuyển động với vận tốc khác
nhau. Rung động sẽ làm liên kết giữa các hạt bị phá vỡ, làm giảm nội ma sát; hỗn hợp sẽ
trở nên lưu động hơn, các hạt sẽ tiến sát lại gần nhau và không khí được đẩy ra ngoài. Do
đó, khuôn sẽ được lấp đầy hơn và khối lượng thể tích của bê-tông tăng lên (từ 1,6 ÷ 1,65
lần).
2.3.2 Các loại cơ cấu gây rung
❖ Theo nguyên tắc làm việc
Rung động bằng chuyển động khứ hồi

Hình 2-3 Cơ cấu rung kiểu khứ hồi
Dạng rung động được sinh ra do sự biến chuyển động quay thành chuyển động khứ
hồi bằng cơ cấu cơ khí, dùng cho các máy rung tần số thấp.
Bảng 3 Ưu nhược điểm của rung động bằng chuyển động khứ hồi
Ưu điểm

Nhược điểm

16

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP

GVHD: ThS. Vũ Như Phan Thiện

Thay đổi biên dạng dễ dàng

Tần số thấp do dùng cơ cấu cơ khí

Tuổi thọ cao

Tiếng ồn sinh ra từ cơ cấu cơ lớn

Dễ bảo trì, thay thế

Cồng kềnh

Gây rung bằng lực ly tâm quay tròn

Lực ly tâm sinh ra từ trọng tâm khối lượng quay tròn và truyền qua vỏ máy thông qua
các ổ bi. Module của lực kích không đổi nhưng chiều thay đổi từ 0° ÷ 360°.
Bảng 4 Ưu nhược điểm của phương pháp gây rung bằng lực ly tâm quay tròn
Ưu điểm

Nhược điểm

Thay đổi biên độ dao động và tần số rung Cồng kềnh
dễ dàng
Tuổi thọ cao

Tiếng ồn sinh ra từ cơ cấu cơ lớn

Dễ bảo trì, thay thế
❖ Theo nguồn năng lượng dẫn động
17


LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP

GVHD: ThS. Vũ Như Phan Thiện

Rung động bằng khí nén (thủy lực)

Hình 2-4 Cơ cấu rung động bằng piston khí nén
Nguyên lý hoạt động: Việc cấp khí nén (thủy lực) di chuyển khối lượng của piston,
sinh ra lực kích dao động, tác động vào vỏ xy lanh gắn chặt với bộ phận công tác.
Ngoài dạng piston cơ cấu gây rung bằng khí nén, thủy lực còn có các dạng như: dạng
bi, dạng tuabin, dạng búa khí nén và dạng con lăn.
Bảng 5 Ưu nhược điểm của phương pháp rung động bằng khí nén
Ưu điểm

Nhược điểm

Thay đổi biên độ dao động và tần số rung Tần số không cao bằng cơ cấu điện từ
dễ dàng
Tuổi thọ cao

Tiếng ồn lớn

Dễ bảo trì, thay thế và lắp đặt

Cần phải có thêm các thiết bị khí nén hỗ trợ

Rung động bằng điện từ

18


LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP

GVHD: ThS. Vũ Như Phan Thiện

Hình 2-5 Cơ cấu gây rung điện từ
Chuyển động qua lại của khối lượng gây rung được tác động nhờ nam châm điện kết
hợp với lò xo đẩy.
Bảng 6 Ưu nhược điểm của rung động bằng điện từ
Ưu điểm

Nhược điểm

Thay đổi biên độ dao động và tần số rung Tần số cao
dễ dàng bằng cách thay đổi tần số kích
nguồn điện cho nam châm điện thông qua
các thiệt bị điện tử công suất
Tuổi thọ cao

Tiếng ồn thấp do không có ma sát

Độ tin cậy cao

Biên độ dao động không lớn

2.3.3

Kết luận

Em chọn kiểu rung kiểu ly tâm. Cơ cấu rung gắn trực tiếp lên khuôn. Chế độ rung là
vô hướng vì yêu cầu cường độ của sản phẩm không lớn và hỗn hợp liệu có độ linh động
cao và kết cấu khuôn cóp pha đơn giản.

2.4 Lựa chọn cơ cấu quay khuôn
2.4.1 Vai trò

19


LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP

GVHD: ThS. Vũ Như Phan Thiện

Cơ cấu quay khuôn có tác dụng chuyển đổi hướng khuôn từ vị trí ngửa đến vị trí
nghiêng một góc 45° khi bôi trơn hoặc làm sạch khuôn và úp ngược khi rút khuôn.
2.4.2 Các phương án
Để thực hiện chuyển động quay khuôn, ta có một số phương án sau:
❖ Quay khuôn bằng xy lanh tác động qua cơ cấu cơ biến chuyển động thẳng
thành chuyển động quay
Ưu điểm:
-

Kết cấu đơn giản

Nhược điểm:
-

Kết cấu cồng kềnh

-

Góc quay càng lớn, kết cấu tay đòn càng dài

-

Khả năng chống bụi bẩn của xylanh kém do kết cấu không kín
❖ Quay khuôn bằng động cơ thủy lực kiểu cánh quạt

Ưu điểm:
-

Kết cấu kín, nhỏ gọn

-

Tốc độ quay cao, thích hợp với các ứng dụng không đổi mà không cần giữ tải ở
một vị trí cụ thể

-

Góc quay tối đa lên tới 280°

Nhược điểm:
-

Sinh momen yếu hơn so với kiểu thanh răng - bánh răng
❖ Quay khuôn bằng động cơ thủy lực kiểu thanh răng - bánh răng

Ưu điểm:
-

Kết cấu đơn giản

-

Kết cấu kín nên độ tin cậy và tuổi thọ cao

20


LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP

GVHD: ThS. Vũ Như Phan Thiện

-

Góc quay 360°

-

Sinh ra momen lớn nhất trong tất cả các cơ cấu quay

-

Khả năng chống trượt cao nên giữ vị trí tốt

Nhược điểm:
-

Kết cấu cồng kềnh hơn kiểu motor cánh quạt

-

Chống sốc kém
2.4.3 Kết luận

Sau khi phân tích ưu nhược điểm của các phương án, kết hợp với điều kiện hoạt động
của máy, em chọn kiểu quay khuôn bằng động cơ thủy lực.

2.5 Lựa chọn phương án cấp liệu
2.5.1 Yêu cầu
Việc cấp liệu phải phù hợp với chu kì sản xuất thiết kế.
Dự trữ hỗn hợp liệu cấp vào phải đảm bảo để quá trình cấp liệu vào khuôn được diễn
ra liên tục. Như vậy mới tận dụng được tối đa công suất máy và vận hành mới đạt được
hiệu quả cao.
2.5.2 Các phương án
❖ Dùng bunke lắp cố định trên máy – Đưa vật liệu vào bằng xe nâng
Ưu điểm:
-

Kết cấu đơn giản, dễ bảo trì, sửa chữa thay thế

-

Tính linh động cao

-

Dễ dàng dự trữ vật liệu cho chu kì sản xuất

Nhược điểm:
-

Phải đầu tư xe nâng do kết cấu bunke thường lắp vị trí cao để có thể tích chứa liệu

21


LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP

GVHD: ThS. Vũ Như Phan Thiện

❖ Cấp liệu vào khuôn trực tiếp bằng băng tải
Ưu điểm:
-

Dễ tự động hóa

-

Đơn giản hóa cơ cấu cấp liệu vào khuôn

-

Đưa vật liệu từ vị trí thấp dễ dàng

Nhược điểm:
-

Hao mòn cơ khí lớn do ma sát với vật liệu

2.6 Lựa chọn các phương án thiết kế
2.6.1 Phương án
Từ việc phân tích từng chức năng con ở trên, ta chọn lựa được phương án tổng thể
phù hợp nhất như sau:
-

Cấp liệu: bằng bunke gắn trên máy

-

Vận chuyển liệu vào khuôn: cơ cấu tác động dùng xy lanh thủy lực

-

Khuôn tạo hình sản phẩm:
o Rung khuôn: động cơ rung – kiểu cơ cấu rung ly tâm
o Quay khuôn: Động cơ thủy lực kiểu thanh răng - bánh răng
o Nâng hạ khuôn: Dùng xy lanh thủy lực
2.6.2 Sơ đồ động

22

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP

CHƯƠNG 3.

GVHD: ThS. Vũ Như Phan Thiện

CÁC BỘ PHẬN CƠ KHÍ

3.1 Mô hình thiết kế

Hình 3-1 Mô hình thiết kế

3.2 Các thông số máy đầu vào
Công suất thiết kế: 30 sản phẩm/ giờ tương ứng 2 phút/sản phẩm.
Bảng thời gian quá trình sản xuất:
Bảng 7 Bảng thời gian quá trình sản xuất
Thao tác

Thời gian

23


LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP

GVHD: ThS. Vũ Như Phan Thiện

Phun dầu bôi trơn

5 giây

khuôn
Đặt cốt sắt (nếu có)

5-7 giây

Quay ngửa khuôn

3 giây

(45→0)
Cấp liệu + định hình

1 phút 30 giây

Úp khuôn (0→180)

7 giây

Rút khuôn

7 giây

(h = 250 mm)
Di chuyển đến vị trí

5-7 giây

mới
Quay khuôn
(180→45) + hạ chiều

5 giây

cao nâng khuôn
Bắt đầu chu trình tiếp
theo

3.3 Thiết kế khuôn cốp pha
3.3.1 Yêu cầu đối với khuôn định hình sản phẩm

24