Đồ án phân loại sản phẩm theo khối lượng

i


TĨM TẮT LUẬN VĂN
- Luận văn trình bày nghiên cứu,thiết kế mơ hình băng tải phân loại size cá basa
phi lê theo trọng lượng. Năng suất phân loại 30 miếng cá / phút. Trọnglượng cân trong
khoảng 0Kg – 0,5Kg sai số 0,015Kg.
- Nội dung được trình bày trong 7 chương:
Chương 1: Tổng quan
Chương 2: Lựa chọn phương án
Chương 3: Thiết kế cơ khí
Chương 4: Thiết kế điện
Chương 5: Điều khiển và vận hành hệ thống
Chương 6: Báo cáo kết quả thực nghiệm
Chương 7: Tổng kết và hướng phát triển đề tài

ii


MỤC LỤC
Lời cảm ơn...................................................................................................................... i
Tóm tắt luận văn............................................................................................................ii
Mục lục.......................................................................................................................... ii
Danh sách hình ảnh ....................................................................................................vii
Danh sách bảng biểu.....................................................................................................ix
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN
1.1 Tính cần thiết của đề tài.......................................................................................1
1.2 Giới thiệu về cân định lượng..............................................................................1
1.2.1 Các hệ thống cân định lượng hiện nay..............................................................1
1.2.2 Băng tải cân định lượng....................................................................................3
1.2.2.1 Cấu tạo...........................................................................................................3

1.2.2.2 Nguyên lý hoạt động của cân băng tải định lượng.........................................3
1.3 Hệ thống cân phân loại size cá trong và ngoài nước............................................4
1.3.1 Máy phân loại size kiểu khay nhựa...................................................................4
1.3.2 Máy phân loại size kiểu băng tải.......................................................................6
1.4 Mục tiêu, nhiệm vụ và phạm vi đề tài..................................................................7
1.4.1 Mục tiêu.......................................................................................................7
1.4.2 Nhiệm vụ .....................................................................................................7
1.4.3 Phạm vi đề tài...............................................................................................8
1.5 Tổ chức luận văn.................................................................................................8
CHƯƠNG 2: LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN
2.1 Băng tải chuyển sản phẩm...................................................................................9
2.1.1 Lựa chọn băng tải.........................................................................................9
2.1.1.1 Phương án 1: Băng tải xích treo............................................................9
2.1.1.2 Phương án 2: Băng tải con lăn.............................................................10
2.1.1.3 Phương án 3: Băng tải cao su vân V....................................................11
2.1.1.4 Phương án 4: Băng tải xoắn ốc............................................................12
2.1.1.5 Phương án 5: Băng tải cao su PVC.....................................................13
2.1.2 Lựa chọn khung băng tải............................................................................14
2.1.2.1 Phương án 1: Lựa chon băng tải khung nhôm.....................................14
2.1.2.2 Phương án 2: Lựa chọn băng tải khung thép.......................................15
2.1.3 Lựa chọn mặt băng tải................................................................................16
3


2.1.3.1 Phương án 1: Lựa chọn băng tải mặt PVC..........................................16
2.1.3.2 Phương án 2 : Lựa chọn mặt băng tải PU............................................17
2.1.4 Lựa chọn con lăn........................................................................................18
2.1.4.1 Phương án 1 : Lựa chọn con lăn thẳng chất liệu từ nhựa PU...............18
2.1.4.2 Phương án 2 : Lựa chọn con lăn thẳng chất liệu từ thép mạ................19
2.1.5 Lựa chọn phương pháp căng băng..............................................................20

2.1.5.1 Phương án 1 : Căng băng kiểu thanh ren.............................................20
2.1.5.2 Phương án 2 : Dùng con lăn phụ điều chỉnh độ căng..........................21
2.1.6 Lựa chọn bộ truyền cho băng tải................................................................22
2.1.6.1 Phương án 1 : Bộ truyền đai................................................................22
2.1.6.2 Phương án 2 : Bộ truyền xích..............................................................23
2.2 Lựa chọn cần đẩy sản phẩm...............................................................................24
2.2.1 Phương án 1 : Lựa chọn xylanh khí nén.....................................................24
2.2.2 Phương án 2 : Lựa chọn xylanh điện..........................................................26
2.3 Lựa chọn động cơ..............................................................................................27
2.3.1 Phương án 1 : Phương án 1: Lựa chọn động cơ DC...................................27
2.3.2 Phương án 2 : Lựa chọn động cơ AC..........................................................28
2.4 Lựa chọn cảm biến loadcell...............................................................................29
2.4.1 Phương án 1: Cảm biến loadcell kểu điện dung................................................29
2.5.2 Phương án 2: Cảm biến loadcell điện trở..........................................................29
2.4.2.1 Các thông số kỹ thuật cơ bản..............................................................31
2.4.2.2 Phân loại.............................................................................................32
2.4.3.3 Lựa chọn loadcell................................................................................32
2.5 Phương án đọc tín hiệu từ loadcell............................................................................32
2.5.1 Phương án 1: Đọc tín hiệu Analog trực tiếp từ loadcell..............................33
2.5.2 Phương án 2: Sử dụng các module chuyển đổi, khuếch đại tín hiệu..........33
2.6 Lựa chọn cảm biến quang........................................................................................34
2.6.1 Phương án 1: Cảm biến thu phát chung......................................................34
2.6.2 Phương án 2: Cảm biến thu phát độc lâp...................................................34
2.7 Lựa chọn bộ điều khiển.....................................................................................36
2.7.1 Phương án 1: Arduino Uno.........................................................................36
2.7.2 Phương án 2: PLC S7-1214C.....................................................................37
4


CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ CƠ KHÍ

3.1 Thiết kế năng suất..............................................................................................40
3.2 Thiết kế băng tải................................................................................................40
3.2.1 Tính tốn thơng số cơ bản cho băng tải......................................................40
3.2.2 Thiết kế động cơ của băng tải.....................................................................41
3.2.3 Thiết kế bộ truyền đai của băng tải.............................................................42
3.2.4 Thiết kế trục cho băng tải...........................................................................44
3.2.5 Bảng vẽ thiết kế băng tải............................................................................47
3.3 Thiết kế bàn cân loadcell...................................................................................47
CHƯƠNG 4: THIẾT KẾ ĐIỆN
4.1 Thiết kế mạch động lực......................................................................................48
4.1.1 Thiết kế mạch điện động cơ DC 12v..........................................................48
4.1.2 Thiết kế mạch điện van khí nén..................................................................49
4.2 Thiết kế mạch điều khiển...................................................................................50
4.2.1 Thiết kế mạch nguồn..................................................................................50
4.2.2 Loadcell YZC và mạch Hx 711..................................................................51
4.2.3 Cảm biến ...................................................................................................52
4.2.4 Arduino.......................................................................................................53
CHƯƠNG 5: ĐIỀU KHIỂN VÀ VẬN HÀNH HỆ THỐNG
5.1 Yêu cầu vận hành...............................................................................................57
5.2 Lưu đồ giải thuật................................................................................................58
5.2.1 Lưu đồ giải thuật chung..............................................................................58
5.2.2 Lưu đồ giải thuật trường hợp 1...................................................................60
5.2.3 Lưu đồ giải thuật trường hợp 2...................................................................62
5.2.4 Lưu đồ giải thuật trường hợp 3...................................................................64
5.2.4 Thiết kế chương trình......................................................................................64
5.2.4 Vận hành hệ thống..........................................................................................64
CHƯƠNG 6: BÁO CÁO KẾT QUẢ THỰC NGHIỆM
6.1 Báo cáo thực nghiệm mô hình...........................................................................66
6.2 Đánh giá kết quả đạt được.................................................................................66
5

6.3 Đánh giá năng suất ............................................................................................68
CHƯƠNG 7: TỔNG KẾT VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN ĐỀ TÀI
7.1 Kết quả..............................................................................................................70
7.1.1 Kết quả đạt được.........................................................................................70
7.1.2 Công việc chưa đạt được............................................................................70
7.2 Hướng phát triển của đề tài................................................................................70
7.3 Kết luận.............................................................................................................70
Phụ lục ....................................................................................................................... 71
TÀI LIỆU THAM KHẢO.........................................................................................77

Danh sách hình ảnh
Hình 1.1: Một số hệ thống hệ thống cân thường............................................................2
Hình 1.2 : Cấu tạo cân băng tải định lượng....................................................................3
6


Hình 1.3: Máy phân loại size Đơng Dương Vina...........................................................5
Hình 1.4: Máy phân size AKSON CWS-300-6..............................................................6
Hình 1.5: Hệ thống cần gạt khí nén và máng chứa máy AKSON CWS-300-6..............6
Hình 2.1: Băng tải xích treo...........................................................................................9
Hình 2.2: Băng tải con lăn...........................................................................................10
Hình 2.3: Băng tải vân cao su V...................................................................................11
Hình 2.4: Băng tải xoắn ốc...........................................................................................12
Hình 2.5: Băng tải nhựa PVC......................................................................................13
Hình 2.6: Băng tải khung nhơm định hình...................................................................15
Hình 2.7: Băng tải khung nhơm thép...........................................................................16
Hình 2.8 : Kiểu băng tải mặt PVC...............................................................................17
Hình 2.9 : Kiểu con lăn nhựa PU.................................................................................19

Hình 2.10 :Kiểu con lăn thép mạ..................................................................................19
Hình 2.11: Căng băng kiểu thanh ren...........................................................................21
Hình 2.12: Dùng con lăn phụ điều chỉnh độ căng đai..................................................22
Hình 2.13: Bộ truyền đai răng cao su...........................................................................23
Hình 2.14: Bộ truyền xích............................................................................................24
Hình 2.15: Xylanh khí nén...........................................................................................25
Hình 2.16: Xylanh điện................................................................................................26
Hình 2.17: Động cơ điện DC.......................................................................................27
Hình 2.18: Động cơ điện AC........................................................................................28
Hình 2.19: Cấu tạo của một loadcell dạng thanh..........................................................30
Hình 2.20: Mạch cầu Wheastone.................................................................................30
Hình 2.21: Mốt số loại loadcell trên thị trường............................................................31
Hình 2.22: Cảm biến thu phát chung............................................................................34
Hình 2.23: Cảm biến thu phát riêng.............................................................................35
Hình 2.24: Arduino Uno...............................................................................................36
Hình 2.25: PLC S7-1214..............................................................................................37
Hình 2.26: Đặt tính kỹ thuật của PLC S7-1200............................................................38
Hình 3.1: Hệ thống dẫn động băng tải..........................................................................40
Hình 3.2: Motor DC GA37-520...................................................................................42
Hình 3.3: Biểu đồ moment bánh đai............................................................................45
7


Hình 3.4 : Bảng vẽ thiết kế băng tải bằng solidwork 2015...........................................47
Hình 3.5 : Cụm bàn cân loadcell..................................................................................47
Hình 4.1: Động cơ DC giảm tốc GA37-520.................................................................48
Hình 4.2: Sơ đồ mạch điện động cơ.............................................................................48
Hình 4.3: Van khí nén điện từ 4V210-08.....................................................................49
Hình 4.4: Sơ đồ mạch van khí nén...............................................................................44
Hình 4.5: Bộ nguồn 24V..............................................................................................50

Hình 4.6: Sơ đồ mạch nguồn 5v...................................................................................50
Hình 4.7: Loadcell YZC-133 và Hx 711......................................................................51
Hình 4.8: Sơ đồ mạch loadcell và mạch Hx 711..........................................................52
Hình 4.9: Cảm biến hồng ngoại E18-D80NK..............................................................53
Hình 4.10: Sơ đồ mạch điện cảm biến.........................................................................53
Hình 4.11: Sơ đồ chân Arduino....................................................................................54
Hình 4.12: Sơ đồ mạch điện Arduino...........................................................................56
Hình 5.1: Hệ thống băng tải phân loại size cá basa phi lê............................................57
Hình 5.2: Lưu đồ giải thuật chính của hệ thống...........................................................59
Hình 5.3: Lưu đồ giải thuật của trường hợp 1..............................................................61
Hình 5.4: Lưu đồ giải thuật của trường hợp 2..............................................................63
Hình 5.5: Lưu đồ giải thuật của trường hợp 3..............................................................64
Hình 6.1: Mơ hình thực tế hệ thống phân loại size cá phi lê theo trọng lượng.............66
Hình 6.2: Đồ thị đánh giá sai số trọng lượng cân.........................................................68
Hình 6.3: Đồ thị đánh giá năng suất.............................................................................69

Danh sách bảng biểu
Bảng 2.1: Bảng đánh giá chon băng tải........................................................................14
Bảng 2.2: Bảng đánh giá lựa chọn khung băng tải.......................................................17
8


Bảng 2.3 Bảng đánh giá lựa chọn mặt băng tải............................................................18

9


Bảng 2.4: Bảng đánh giá lựa chọn con lăn...................................................................19
Bảng 2.5 Bảng đánh giá lựa chọn phương pháp căng băng..........................................22
Bảng 2.6: Bảng đánh giá lựa chọn bộ truyền cho băng tải...........................................24

Bảng 2.7: Bảng đánh giá lựa chọn đẩy sản phẩm.........................................................27
Bảng 2.8: Bảng đánh giá lựa chọn động cơ..................................................................29
Bảng 2.9: Bảng đánh giá lựa chọn đọc tín hiệu từ loadcell..........................................33
Bảng 2.10: Bảng đánh giá lựa chọn cảm biến..............................................................35
Bảng 2.11: Bảng đánh giá lựa chọn bộ vi điều khiển...................................................39
Bảng 3.1 : Thông số bộ truyền của băng tải.................................................................44
Bảng 6.1 : Thông số kiểm tra trọng lượng thực tế........................................................67
Bảng 6.2 : Năng suất chạy thực tế trong 2 phút...........................................................69

10


CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN
1.1 Tính cần thiết của đề tài

- Ngày nay cùng với sự phát triển của các ngành khoa học kỹ thuật, kỹ thuật
điện- điện tử và điều khiển tự động đóng vai trị hết sức quan trọng trong mọi lĩnh vực
khoa học, quản lý, công nghiệp tự động hóa, cung cấp thơng tin… Do đó chúng ta phải
nắm bắt và vận dụng nó một cách có hiệu quả nhằm góp phần vào sự nghiệp phát triển
nền khoa học kỹ thuật thế giới nói chung và trong sự phát triển kỹ thuật điều khiển tự
động nói riêng. Với những kỹ thuật tiên tiến như vi xử lý, PLC, vi mạch số… được
ứng dụng vào lĩnh vực điều khiển, thì các hệ thống điều khiển cơ khí thơ sơ, với tốc độ
xử lý chậm chạp ít chính xác được thay thế bằng các hệ thống điều khiển tự động với
các lệnh chương trình đã được thiết lập trước.
- Trong q trình hoạt động ở các nhà xưởng, xí nghiệp hiện nay, việc tiết kiệm
điện năng,giảm nhân công là nhu cầu rất cần thiết, bên cạnh đó ngành cơng nghiệp
ngày càng phát triển các cơng ty xí nghiệp đã đưa tự động hóa và sản xuất để tiện ích
cho việc quản lý dây chuyền và sản phẩm cho toàn bộ hệ thống một cách hợp lý là yêu
cầu thiết yếu, tiết kiệm được nhiều thời gian cũng như quản lý một cách dễ dàng.
- Hiện nay nhu cầu phân loại size cá basa phi lê có trọng lượng khác nhau của

các công ty thủy sản trong nước trước đây được nhân cơng cân thủ cơng bằng cân điện
tử. Q trình phân loại như vậy tốn nhiều nhân cơng,tăng chi phí sản xuất,tốn nhiều
thời gian,độ chính xác khơng cao. Để đáp ứng yêu cầu cần thiết đó, các hệ thống băng
tải phân loại size cá ra đời để dáp ứng nhu cầu, thời gian và năng suất cao của các
công ty.Với đề đề tài thiết kế và thi cơng mơ hình băng tải phân loại size cá basa phi lê
theo trọng lượng để phục vụ nghiên cứu đáp ứng nhu cầu phân loại size cá trong sản
xuất.
1.2 Giới thiệu hệ thống cân định lượng

1.2.1 Các hệ thống cân định lượng hiện nay
- Việc đo lường, kiểm soát các khối lượng trong các nhà máy, xí nghiệp rất quan
trọng. Trong nhiều quá trình, việc đo lường tốt giúp cho nhà máy hoạt động một cách
11


liên tục, năng suất cao và tạo ra những sản phẩm tốt. Trước đây để định lượng nguyên
vật liệu trong bồn chứa, phễu chứa trong dây chuyền sản xuất, người ta sử dụng các sử
phương pháp đo lường như đo bằng thể tích, đo mức, đo bằng lưu lượng, đo bằng cân
cơ học... với sự cồng kềnh và độ chính xác không cao
- Ngày nay, các hệ thống hiện đại địi hỏi các hệ thống phải có độ chính xác cao
và năng suất lớn, được kết nối với các thiết bị khác trong hệ thống sản xuất đã cho ra
đời các hệ thống cân điện tử đo lường sử dụng loadcell. Qua đó tiết kiệm chi phí tiêu
hao ngun liệu, tăng năng suất, quản lý được chi phí sản xuất.
- Các hệ thống cân sử dụng loadcell thường dùng như: Cân bồn, cân phễu, cân
băng tải, cân dạng cơ,...

a.Hệ thống cân bồn.

b. Hệ thống cân phễu.

c.Hệ thống cân băng tải.

d. Hệ thống cân cơ.
12


Hình 1.1: Một số hệ thống hệ thống cân thường.
1.2.2 Băng tải cân định lượng
- Cân băng tải định lượng là một hệ thống băng tải kết hợp với cân điện tử. Nó có
thể cân định lượng khối lượng nguyên liệu cho quá trình sản xuất sản phẩm ngay trên
hệ thống băng truyền cấp liệu. Điều này giúp cho quá trình hoạt sản xuất của doanh
nghiệp được diễn ra liên tục, đảm bảo được khối lượng thành phần nguyên liệu cho
sản phẩm là đạt chuẩn. Từ đó giúp cho chất lượng sản phẩm đầu ra tốt nhất, đạt tiêu
chuẩn cao và mang lại nhiều giá trị hơn.
1.2.2.1 Cấu tạo
- Cân băng tải định lượng gồm các thành phần:

Hình 1.2: Cấu tạo cân băng tải định lượng.
-Khung cơ khí phần giá đỡ toàn bộ hệ thống:Phễu chứa và cấp liệu, hệ thống con
lăn băng tải, băng tải vân chuyển nguyên liệu, một số linh kiện, phụ kiện hỗ trợ khác.
- Hệ thống cảm biến, điều khiển: Thiết bị cảm biến lực (loadcell cân băng định
lượng), thiết bị cảm biến tốc độ, bộ chỉ thị điều khiển, biến tần, động cơ truyền động.
- Hệ thống điều khiển tự động hóa: Hệ thống tủ điện điều khiển trung tâm, phần
mềm điều khiển cân băng định lượng.
1.2.2.2 Nguyên lý hoạt động của cân băng tải định lượng
- Cấp liệu vào phiễu chứa - Cấp liệu lên băng tải - Xác định khối lượng/xác định
tốc độ chạy - Phân tích thơng số thơ - Xác định được khối lượng chuẩn - Điều khiển
định mức chuẩn - Hệ thống hoạt động vòng lặp.
- Bộ phận cơ khí: (Phễu chứa, cửa cấp liệu, băng tải, con lăn lớn và con lăn nhỏ):
Nơi cấp liệu đầu vào, bao gồm phễu chứa và cấp liệu. Tại đây, liệu được đổ vào phễu

chứa và bắt đầu quy trình của cân băng. Liệu qua cửa cấp liệu (Vít tải hoặc cửa xả)
13


chảy xuống băng tải. Toàn bộ băng tải chảy liệu được gá trên khung cân băng, trên các
con lăn trong đó con lăn lớn làm nhiểm vụ tải băng, con lăn nhỏ dùng gá đỡ cho băng
tải chạy. Trong số băng tải nhỏ sẽ có bộ bận được cảm biện trọng lượng (loadcell) để
kiểm tra, đong đếm khối lượng chảy trên băng.
- Bộ phận cảm biến: ( Loadcell cảm biến trọng lượng, encoder cảm biến tốc độ):
Được gá trên những con lăn nhỏ, tại nơi đây sẽ xuất hiện những trọng lực tác dụng
trực tiếp lên con lăn và thông số đó sẽ được gửi về bộ phận điều khiển. Encoder cảm
biến tốc độ sẽ có nhiệm vụ, kiểm tra tốc tộ chạy của băng tải, từ đó sẽ đưa ra được
thông số tốc độ của băng tải. Kết hợp 2 thơng số này lại sẽ có được thơng số khối
lượng trên giờ để điều chỉnh được chính xác nhất.
- Bộ phận điều khiển (Đầu cân hiển thị điều khiển, tủ điện điều khiển cân băng,
phần mềm cân băng): Từ những thông số kỹ thuật truyền về từ cảm biến tốc độ và cảm
biến lực, qua đầu cân điểu khiển xủa lý thơng tin sau đó sẽ được gửi về phần mềm điều
khiển trên máy tính. Từ đây những thơng số thô sẽ được xử lý và phản hồi ngược lại tủ
điện. Tại tủ điện điều khiển trung tâm sẽ có được những quyết định, thơng số thời gian
chạy trên băng và từ đó kiểm sốt được đúng định mức khối lượng / thời gian cân
thiết.
1.3 Hệ thống cân phân loại size cá trong và ngoài nước.
- Việc phân loại size cá bằng hình thức thủ cơng mất nhiều thời gian, hiệu quả
không cao. Máy phân loại size cá theo trọng lượng giúp nâng cao năng suất, độ chính
xác cao phù hợp với quy mô lớn.
1.3.1 Máy phân loại size kiểu khay nhựa

14

Hình 1.3: Máy phân loại size Đơng Dương Vina.
-Ngun lý hoạt động: Công nhân cho cá lên khay nhựa được chạy theo dây chuyền
(1). Khi các miếng cá đã cho lên khay nhựa chạy đến cân (2) phân loại ra theo size cá
theo yêu cầu trên màng hình. Dây chuyền chứa cái khay nhự chạy đến ô chứa để đổ
vào (3). Q trình cứ chạy theo vịng lập cho đến hết giờ.
-Thông số kỹ thuật:
-

Thông số kỹ thuật:
+ Phạm vi phân loại: 5-3000gam.
+ Độ chính xác phân loại: ± 0,1 gam - ± 0,5gam
+ Tốc độ phân loại: 180 - 220 miếng / phút, tùy theo trọng lượng.
+ Phương thức hoạt động: hoạt động cảm ứng.
+ Cách phân loại:nằm trên khay nhựa thực phẩm.
+ Số mức phân cỡ: 5 - 20 cỡ.
+ Nguồn: AC110V / 220V 50-60HZ.
+ Công suất: 750W -1800W.
+ Kích thước bàn cân: tùy thuộc vào số size phân loại.
+ Xuất xứ : Trung Quốc.
15


1.3.2 Máy phân loại size kiểu băng tải.

Hình 1.4: Máy phân size AKSON CWS-300-6.
-

Nguyên lý hoạt động: Công nhân cho các miếng cá lên băng tải đến khu vực cân
nằm bên dưới băng tải (1) . Khi xác định được size cá theo yêu cầu được cài đặt trên
màng hình (2). Băng tải tiếp tục quay để đến các ô chứa đc tách ra bởi cần gạt (3). Quá

trình cứ chạy theo vịng lập cho đến hết giờ.

Hình 1.5: Hệ thống cần gạt khí nén và máng chứa máy AKSON CWS-300-6.

16


-

Thông số kỹ thuật:
+ Phạm vi phân loại: 5-1500gam.
+ Độ chính xác phân loại: ± 0,1 gam.
+ Tốc độ phân loại: 150 miếng / phút.
+ Phương thức hoạt động: hoạt động cảm ứng.
+ Cách phân loại: cần gạt khí nén.
+ Số mức phân cỡ: 6 cỡ.
+ Nguồn: AC110V / 220V 50-60HZ.
+ Cơng suất: khoảng 750W.
+ Kích thước bàn cân: 1000mmX300mm.
+ Xuất xứ : Trung Quốc.
1.4 Mục tiêu, nhiệm vụ và phạm vi đề tài
1.4.1 Mục tiêu
- Nghiên cứu, thiết kế mơ hình cân bán tự động.
- Nâng cao năng suất, giảm thiểu sức lao động
- Đạt độ chính xác cao
1.4.2 Nhiệm vụ
- Tìm hiểu tổng quan về cân định lượng.
- Nghiên cứu bộ điều khiển cho hệ thống.
- Mô phỏng và thực nghiệm mơ hình.
1.4.3 Phạm vi đề tài

- Thiết kế mơ hình phân loại 30 miếng cá / phút.
- Trọng lượng cân: 0 Kg – 0,5 Kg.
- Sai số 0,015 Kg.
1.5 Tổ chức luận văn
17


- Với nhiệm vụ như trên, luận văn được tổ chức gồm có 7 chương bao gồm:
+Chương 1: Tổng quan
+ Chương 2: Lựa chọn phương án
+ Chương 3: Thiết kế cơ khí
+ Chương 4: Thiết kế điện
+ Chương 5: Điều khiển và vận hành hệ thống
+ Chương 6: Báo cáo kết quả thực nghiệm
+ Chương 7: Tổng kết và hướng phát triển đề tài

18


Lựa chọn phương án
CHƯƠNG 2: LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN
2.1 Băng tải chuyển sản phẩm
2.1.1 Lựa chọn loại băng tải
- Băng tải là thiết bị truyền tải có tính kinh tế cao nhất trong ứng dụng vận
chuyển hàng hóa, vật liệu, sản phẩm với mọi khoảng cách.
- Sử dụng băng tải để vận chuyển sản phẩm giúp nâng cao năng suất và giải
phóng sức lao động mang lại hiệu quả kinh tế cao.
- Tùy vào điều kiện làm việc sẽ có mỗi loại băng tải khác nhau.
2.1.1.1 Phương án 1: Băng tải xích treo
- Phạm vi ứng dụng: được sử dụng trong các nghành công nghiệp, đặt biệt là

nghành công nghiệp ô tô, thường sử dụng để truyền tải phụ tùng ơ tơ.

Hình 2.1: Băng tải xích treo.
- Ưu điểm:
+ Có thể làm việc khi quá tải đột ngột, hiệu suất cao, khơng có hiện tượng
trượt.
+ Khơng địi hỏi phải căng xích, lực tác động lên trục và ổ nhỏ.
+ Kích thước bộ truyền nhỏ hơn bộ truyền đai nếu truyền cùng cơng suất và số
vịng quay.
+ Bộ truyền xích truyền cơng suất nhờ vào sự ăn khớp giữa xích và nhơng, do
đó góc ơm có vị trí quan trọng như bộ truyền đai và do đó có thể truyền và chuyển
động cho nhiều đĩa xích dẫn động.
- Nhược điểm:
19


Lựa chọn phương án
+ Bộ truyền xích với hệ thống nhơng đĩa xích và xích có nhược điểm theo
ngun lý cấu tạo là sự phân bố của các điểm bố trí xích – nhánh xích trên hệ thống
truyền động của xích với đĩa xích khơng theo đường trịn ( với hệ thống 3 nhơng xích
trở lên). Do đó, khi vào khóp và ra khóp, các mắc xích xoay tương đối với nhau và bản
lề xích bị mịn,gây ra tải trọng phụ thụ động, ồn khi làm việc, tỉ số truyền tức thời thay
đổi nên vận tốc tức thời của xích và bánh xích bị dẫn bị thay đổi, phải thường bơi trơn
thường xun và phải có bộ phận điều chỉnh xích.
2.1.1.2 Phương án 2: Băng tải con lăn
- Phạm vi ứng dụng: thường sử dụng trong công nghiệp thực phẩm, vận chuyển
các hộp sản phẩm, giá đỡ thùng hàng. Băng tải con lăn chia làm 4 loại là Băng tải con
lăn nhựa, Băng tải con lăn nhựa PVC, Băng tải con lăn thép mạ kẽm, Băng con lăn
truyền động bằng motor.

Hình 2.2: Băng tải con lăn.
- Ưu điểm:
+ Băng tải con lăn có độ bền và độ cứng cao. Cho phép chuyển hàng có kích
thước lớn và khối lượng nặng
+ Băng chuyền dàn con lăn truyền động bằng xích có kích thước nhỏ gọn.
+ Có thể di chuyển theo tuyến thẳng hoặc tuyến cong.
+ Kết cấu dễ dàng cho việc chất tải và dỡ tải.
- Nhược điểm:
+ Trong băng tải con lăn có nhiều dàn con lăn nê địi hỏi phải kiểm tra và bảo
dưỡng thường xuyên, tốn chi phí lớn.
2.1.1.3 Phương án 3: Băng tải cao su vân V
20


Lựa chọn phương án
- Phạm vi ứng dụng: thường được sử sụng vận chuyển than, kẽm,…Từ vùng khai
thác ra vùng tập kết. Loại này lắp trên mọi địa hình và mọi khoảng cách khác nhau.

Hình 2.3: Băng tải vân cao su V.
- Ưu điểm:
+ Băng tải cấu tạo đơn giản ,bền.
+ Có khả năng vận chuyển vâtj liệu theo hướng nằm ngang, nằm nghiêng với
khoảng cách xa.
+ Làm việc êm, năng suất tiêu hao không lớn.
+ Vận chuyển vật liệu rời như cát, đá, than đá,.. từ bến bãi lên tàu,xe dễ dàng.
- Nhược điểm:
+ Chỉ chạy ở tốc độ trung bình,khơng được cao.
+ Độ nghiêng băng tải nhỏ ( <240).
+ Không thể vận chuyển theo hướng cong ( cần phải bố trí thêm động cơ và
khung băng tải để đổi hướng).

+ Thiết bị vận hành liên tục tì đè lên con lăn. Cần phải thường xuyên kiểm tra
và bảo dưỡng con lăn.
2.1.1.4 Phương án 4: Băng tải xoắn ốc
- Phạm vi ứng dụng: thường dùng trong công nghiệp thực phẩm và nước giải
khát, bao bì dược phẩm, bán lẻ,….Nó vận chuyển vật liệu, sản phẩm theo một dòng
liên tục.

21


Lựa chọn phương án

Hình 2.4: Băng tải xoắn ốc.
- Ưu điểm:
+ Ngăn chặn các sản phẩm bị trượt và nhào lộn trong quá trình vận chuyển sản
phẩm. Các loại băng tải xoắn ốc được thiết kế với góc nghiêng vừa phải và hợp lý ( từ
110 trở xuống) giúp cho việc vận chuyển sản phẩm được dễ dàng mà không sợ chúng
lăn ra khỏi hệ thống khi hoạt động.
+ Giảm thiểu năng lượng: Đây là lợi thế so với băng tải bình thường vì hầu hết
các băng tải đó thiết kế thẳng đứng trong khi đó vành trống của băng tải giúp băng tải
xoắn ốc giúp hoạt động khá ổn định, động cơ được thiết kế tại vành đai trống này di
chuyển và tạo ra một năng lượng nhất định, giúp vận chuyển sản phẩm nhẹ nhàng hơn
mà không tốn nhiều năng lượng, tiết kiệm nguồn năng lượng.
+ Di chuyển hai chiều lên và xuống. Đây là một trong những tiện ích của băng
tải xoắn ốc. Thơng thường, một nhà máy sản xuất sản phẩm cần di chuyển lên trên,
trong khi một số nơi lại cần chuyển sản phẩm xuống. Nên sử dụng băng tải xoắn ốc,
chúng ta có thể kết hợp hai điều này bởi vành đai của nó được thiết kế đặt biệt, chỉ cần
ấn nút có thể thay đổi hướng hoạt động của băng tải một cách dễ dàng giúp tiết kiệm
chi phí trong sản xuất.
+ Băng tải thiết kế nhỏ gọn, tiết kiệm không gian trong nhà máy.

+ Phạm vi hoạt động của băng tải xoắn ốc ứng dụng rộng rãi để vận chuyển
các mặt hàng đóng gói như cahi, thùng carton, các loại thực phẩm,….
- Nhược điểm:
+ Chi phí lắp đặt băng tải xoắn ốc rất cao.
+ Khi đi vào hoạt động băng tải xoắn ốc phải được kiểm tra bảo trì thường
xuyên.
2.1.1.5 Phương án 5: Băng tải cao su PVC

- Phạm vi ứng dụng: được sử dụng phổ biến trong các nghành công nghiệp như
trong dây chuyền sản xuất bánh kẹo, trái cây, rau củ quả, sản phẩm tươi sống,..

22


Lựa chọn phương án

Hình 2.5: Băng tải nhựa PVC.
- Ưu điểm:
+ Khả năng kháng hóa chất tốt.
+ Chịu được nước và chống hơi nước tốt.
+ Dây băng tải PVC có khả năng chống phóng xạ, chống cháy và chống tĩnh
điện tốt.
+ Hoạt động trong nhiều nghành nghề khác nhau, môi trường khắc nghiệt, khí
hậu ẩm ướt và nhiệt độ thấp.
+ Có khả năng chống dầu mỡ, dung mơi, chống mài mịn tốt.
+ Chống rách, co dãn , bong tróc.
+ Dễ dàng vệ sinh, thay thế, sữa chữa, bảo trì khi có sự cố.
- Nhược điểm:
+ Một số hệ thống khó vận chuyển, khơng vận chuyển các sản phẩm có kích
thước lớn.

+ Đối với các sản phẩm hạt, vụn… Có thế bị hao hụt, rơi vãi trong quá trình
vận chuyển
+ Khi vận chuyển xa và địa hình khơng thẳng đồi hỏi cần có nhiều hệ thống
kết hợp với nhau.
Tiêu chí đánh giá

Trọng số

Mức độ phù hợp trong mơ hình
Năng suất
Mức độ tự động hóa
Mức độ an tồn
Mức độ ổn định
Bảo trì thay thế
Tổng điểm

10
7
6
6
6
5

1
-1
+1
0
-1
+1
0

-3

Bảng 2.1: Bảng đánh giá chọn băng tải.

23

Phương án
2
3
4
0
-1 -1
+1 +1 +1
+1
0 +1
0
0
0
+1 +1 0
+1 +1 -1
24
8 -2

5
+1
+1
+1
+1
+1
+1

40


Lựa chọn phương án
- Dựa vào bảng đánh giá các phương án theo điểm số ta chọn phương án 5 là
băng tải cao su PVC.
2.1.2 Lựa chọn khung băng tải
- Khung băng tải có nhiều loại: khung sắt, khung nhơm, khung inox,..
- Khung băng tải được thiết kế đơn giản đến phức tạp,tùy thuộc vào nhu cầu sản
xuất và yêu cầu của khách hàng.
- Khung băng tải có nhìu kích thước khác nhau và chia làm 2 loại: khung băng tải
di động và khung băng tải cố định.
- Khung băng tải cố định được thiết kế kiên cố và có khả năng chịu tải lớn.
- Khung băng tải di động được thiết kế vững chắc và có trang bị bánh xe, giúp
băng tải dễ dàng di chuyển. Ngồi ra, cịn có loại khung băng tải nâng hạ với thiết kế
đặt biệt giúp băng tải nâng hạ một linh hoạt theo nhu cầu sử dụng.
2.1.2.1 Phương án 1: Lựa chon băng tải khung nhơm
- Hiện nay, nhơm định hình đươc sử dụng rộng rãi trong các lĩnh vực như băng
tải, dây chuyền lắp ráp,….

Hình 2.6: Băng tải khung nhơm định hình.
- Ưu điểm:
+ Độ bền cao, do đươc sản xuất theo phương pháp đùn ép, nguyên liệu là
nhôm 6063 với chất lượng cao,đảm bảo cho nhom định hình cơng nghiệp có độ bền
cao.
+ Băng tải khung nhơm định hình được chế tạo bằng tấm nhơm anodized hóa
sang bóng bề mặt, chống xướt, chịu lực tốt.
+ Khả năng chống tĩnh điện tốt: Nhơm có hệ số dẫn điện cao so với các vật
liệu khác ( như sắt,inox,..) giúp giải phóng lượng điện dung sinh ra trong quá trình ma
sát, giảm tối đa ảnh hưởng của dịng điện tích tụ, tránh gây ảnh hưởng đến sản phẩm

đặt biện là sản phẩm điện tử.
24


Lựa chọn phương án
+ Với trọng lượng nhẹ có thể tháo lắp, di chuyển dễ dàng.
+ Tính linh hoạt khi tháo lắp: băng tải bằng khung nhơm định hình sử dụng
các phụ kiện nhơm định hình như con trượt, ke góc để lắp ráp vì thế có tính linh hoạt
cao, tái sử dụng nhiều lần.
- Nhược điểm:
+ Nhôm dễ bị rỉ sét,bị ăn mịn bởi hóa chất và tác động của thời tiết.
+ Thanh nhôm dễ bị cong vênh khi chịu lực tác động lớn và đột ngột.
+ Chi phí giá thành đầu tư khung nhôm sẽ cao hơn nhiều so với khung thép.
2.1.2.2 Phương án 2: Lựa chọn băng tải khung thép
- Hệ thống khung tải thép được dùng trong nhiều môi trường làm việc khác nhau.
Với các dạng như băng thẳng, băng nghiêng, băng nhiều tầng,.. đều được chế tạo dễ
dàng với khung thép.

Hình 2.7: Băng tải khung nhơm thép.
- Ưu điểm:
+ Khung băng tải thép có độ bền cao được sơn tĩnh điện bề mặt, chống trầy
xước, chịu lực tốt, dễ tháo lắp.
+ Giá thành thấp so với khung nhơm định hình.
- Nhược điểm:
+ Thép dễ bị rỉ sét, bị ăn mịn bởi hóa chấy hay do tác động của thời tiết.
Tiêu chí đánh giá

Trọng số

Mức độ phù hợp trong mơ hình

Độ bền khung
Giá thành
Bảo trì thay thế
Tổng điểm

10
9
9
6

Phươn án
1
+1
+1
0
+1
25

2
0
+1
+1
+1
24

Bảng 2.2: Bảng đánh giá lựa chọn khung băng tải.
- Dựa vào bảng đánh giá lựa chọn khung băng tải theo điểm số ta chon phương
án 1 là băng tải khung nhơm định hình.

25