THIẾT kế MẠCH KHÍ NÉN(THỦY lực) máy ĐÓNG gói BAO bì tự ĐỘNG

Cùng với sự phát triển không ngừng của lĩnh vực tự động hóa, ngày nay các thiết bị truyền dẫn, điều khiển bằng thủy lực – khí nén sử dụng trong máy móc trở nên rộng rãi ở hầu hết các lĩn

TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦ DẦU MỘT NGÀNH CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT Ô TÔ

🙢🙢🙢

TIỂU LUẬN KẾT THÚC HỌC PHẦN

ĐỀ TÀI:

THIẾT KẾ MẠCH KHÍ NÉN(THỦY LỰC) MÁY ĐÓNG GÓI BAO BÌ TỰ

- Bình Dương,

2021 -I TÓM TẮT 1

1.1 NỘI DUNG ĐỀ TÀI 1

1.2 CƠ SỞ LÝ THUYẾT 2

II GIỚI THIỆU MÁY ĐÓNG GÓI BAO BÌ TỰ ĐỘNG 5

III THIẾT KẾ HỆ THỐNG TRUYỀN ĐIỀU KHIỂN THỦY LỰC (KHÍ NÉN) 7

IV QUY TRÌNH HOẠT ĐỘNG CỦA MẠCH THIẾT KẾ 7

V KẾT LUẬN 7

VI TÀI LIỆU THAM KHẢO 7

VII PHỤ LỤC 7

Hình 1.1: Máy, Dây chuyền ??? 2 Hình 2.1 : Máy, Dây chuyền ??? khi cấp phôi 3 Hình 1.3: Mạch điện điều khiển ở nhịp khi ấn nút start 4 TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦ DẦU MỘT

VIỆN KỸ THUẬT – CÔNG NGHỆ

CHƯƠNG TRÌNH KỸ THUẬT CĐT&OT

CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

Độc lập – Tự do – Hạnh phúc

Bình Dương, ngày tháng năm 202….

PHIẾU ĐÁNH GIÁ TIỂU LUẬN MÔN HỌC

(Cho điểm vào ô trống, thang điểm 10/10)

Phần 1 Đánh giá hình thức quyển tiểu luận: (6 đ)

1 Làm đầy đủ các nội dung yêu cầu của

giảng viên

1

2 Nội dung và chất lượng trình bày

- Trình bày đầy đủ các yêu cầu của

tiểu luận (1)

- Tính chặt chẽ và logic (1)

2

3 Hình thức trình bày (QĐ tiểu luận) 1

4 Đánh giá điểm làm việc nhóm (các

em tự đánh giá theo phiếu)

5 Sự phối hợp của các thành viên trong

Cùng với với sự phát triển của nền công nghiệp, các máy loại máy móc sử dụng hệ thống thủy lực ngày càng được ứng dụng rộng rãi vào các lĩnh vực như: Nông nghiệp, khai thác mỏ, giao thông, hàng không, Ngày nay người ta đã có thểđiều khiển hệthống thủy lực một cách chính xác bằng máy tính Với những ưu điểm của hệ thống thủy lực như: Công suất lớn nhưng quán tính lại nhỏ nhờ đó không sợ va đập mạnh như các hệ thống điện và khí, cơ cấu tương đối đơn giản, dễ

đề phòng quá tải nhờ van an toàn, dễ ứng dụng vào tự động hóa, Tuy nhiên nếu

hệ thống thủy lực không được bảo trì tốt sẽ dẫn đến mất mát năng lượng trong đường ống dẫnvà rò rỉ bên trong các phần tử làm hiệu suất hoạt động giảm, ngoài

ra nếu hệthống thủy lực không sạch thì máy sẽ không thể hoạt động được với công suất tối đa

Trong quá trình học còn nhiều điều chưa hiểu cặn kẽ cũng như những thiếu sót, mong thầy giúp đỡ chỉ bảo thêm

Do sự hạn chế thời gian và trình độ nên bản tiểu luận không thể tránh khỏi những sai sót, em rất mong được sự quan tâm và đóng góp của thầy

Quang, NXB Giao Thông Vận Tải.

Cuối cùng em xin trân thành cảm ơn và chúc thầy nhiều sức khỏe, gia đình hạnh phúc!

Tất cả thành viên nhóm

Chương I: MỞ ĐẦUI/Tính cấp thiết của đề tài

-Vài nét về sự phát triển của công nghệ thủy lực - khí nén:

Không khí xung quanh ta nhiều vô kể và nó là một nguồn năng lượng rất lớn

mà con người đã biết sử dụng chúng từ trước Công nguyên Tuy nhiên sự phát triển

và ứng dụng khí nén lúc đó còn rất hạn chế do chưa có sự phối hợp giữa các ngành vật lý, cơ học v.v Mãi cho đến thế kỷ17, nhà kĩ sư chế tạo người Đức Otto von Guerike, nhà toán học và triết học người Pháp Blaise Pascal, cũng như nhà vật lý người Pháp Denis Papin đã xây dựng nên nền tảng cơ bản ứng dụng khí nén

Cùng với sự phát triển không ngừng của lĩnh vực tự động hóa, ngày nay các thiết bị truyền dẫn, điều khiển bằng thủy lực – khí nén sử dụng trong máy móc trở nên rộng rãi ở hầu hết các lĩnh vực công nghiệp như máy công cụ CNC, phương tiện vận chuyển, máy dập, máy uốn, máy ép phun, dây chuyền chế biến thực phẩm,

… do những thiết bị này làm việc linh hoạt, điều khiển tối ưu, đảm bảo chính xác cao, công suất lớn với kích thước nhỏ gọn và lắp đặt dễ dàng ở những không gian chật hẹp so với các thiết bị truyền động và điều khiển bằng cơ khí hay điện

II/ Giới thiệu đề tài

Trong thế kỉ 19, các máy móc thiết bị sử dụng năng lượng khí nén lần lượt được phát minh như: thư vận chuyển trong ống bằng khí nén (1835) của Josef Ritter, phanh bằng khí nén (1880), búa tán đinh bằng khí nén (1861)…Với sự phát triển mạnh mẽ của năng lượng điện, vai trò sử dụng năng lượng bằng khí nén bị giảm dần Tuy nhiên việc sử dụng năng lượng bằng khí nén vẫn đóng một vai trò cốt yếu trong nhiều lĩnh vực, mà khi sử dụng năng lượng điện sẽ nguy hiểm; sử dụng năng lượng khí nén ở những dụng cụ nhỏ, nhưng truyền động với vận tốc lớn;

sử dụng năng lượng khí nén ở những thiết bị như búa hơi, dụng cụ dập, phun sơn, giá kẹp chi tiết… và nhất là các dụng cụ, đồ gá kẹp chặt trong các máy.

III/ Lý do chọn đề tài

-Cùng với sự phát triển và hội nhập của nền khoa học, kỹ thuật Việt Nam trongnhững năm gần đây Nhu cầu về nguồn nhân lực có khả năng cung ứng khoản thờigian làm việc lâu dài mà không tốn quá nhiều chi phí cho nó, đi cùng với nhu cầu

đó thì việc ứng dụng các máy đóng gói tự động vào nền công nghiệp cũng ngàycàng cấp thiết.Với khả năng làm việc liên tục 24/7, đáp ứng được nhiều công việckhác nhau, từ các công việc đơn giản, lặp đi lặp lại nhiều lần không yêu cầu trình

độ chuyên môn cao, tính chất công việc cần nhanh chóng và tiết kiệm thời gian.Tuynhiên, đi cùng với nhiều ưu điểm đã được chứng minh trong thực tiễn, thì việc xuấthiện các mặt hạn chế là điều không thể tránh khỏi, có thể liệt kê ra 1 số hạn chếnhư: phải được bảo dưỡng định kì sau một khoảng thời gian hoạt động…

-Với xu hướng tự động trong công nghiệp của thế giới ngày nay.Giúp cắt giảmnguồn nhân lực vào các công việc đơn giản trong 1 quy trình sản xuất, đẩy nhanhthời gian sản xuất ,giảm sai sót cho sản phẩm, đảm bảo chất lượng đầu ra của sảnphẩm

- Vậy nên, nghiên cứu này nhằm mục đích tìm hiểu,đánh giá thực tiễn nhu cầu cũngnhư cung cấp một giải pháp đơn giản hữu hiệu và nhất là chi phí đa dạng phù hợpvới nhiều tiêu chí của các nhà sản xuất tư nhân, từ nhỏ lẻ cho đến các khu côngnghiệp sản xuất với số lượng lớn Đảm bảo cung cấp một nguồn lực thay thế sứcngười những vẫn có thể đảm bảo được khoảng thời gian sản xuất cũng như yêu cầu

về chất lượng đóng gói kín đáo của sản phẩm

IV/Mục đích nghiên cứu đề tài

-Mục đích nghiên cứu đề tài này là nghiên cứu cấu tạo và các phương pháp điều khiển, thiết kế thích hợp trên cơ sở ứng dụng kỹ thuật tiên tiến, hiện đại Xây dựng các giải pháp phần cứng cũng như phần mềm để mô phỏng lại máy đóng gói tự động , giúp cải tiến và ứng dụng trong sản xuất công nghiệp

-Học tập và rèn luyện thêm kỹ năng thiết kế và sử dụng các phần mềm mô phỏng Sluidsim

- Vận dụng được các kiến thức liên quan đến Robot như cơ khí, lập trình điều khiển, thông qua các hoạt động thiết kế và xây dụng robot thực tế.

VI/ Các phương pháp nghiên cứu

- Về phần lý thuyết:

+Nghiên cứu lý thuyết về các bước thiết kế một hệ thống khí nén và mạch điện điềukhiển

+ Thiết lập bảng trạng thái theo lý thuyết đã nghiên cứu

+ Một số phương pháp thiết kế mạch điện điều khiển 4 tầng

- Về phần thực nghiệm:

+Thiết kế hệ thống đồng thời song song cả phần mạch điện và phần mô phỏng+ Mô hình hóa phần cơ khí, phần điện tử

+ Tối ưu hóa tất cả từ phần lên ý tưởng đến phần gia công hoàn chỉnh sản phẩm

VII/ Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

- Đối tượng

+ Là một máy đóng gói bao bì sản phẩm tự động, tích hợp máy hút chân không CSD-5F25

- Phạm vi nghiên cứu

+ Đây là đề tài có nhiều ứng dụng trong thực tế và đang được áp dụng rộng rãi với khoa học tiến bộ ngày nay vì vậy sẽ có nhiều phương pháp để giải quyết và hướng phát triển khác nhau.Nhóm quyết định sẽ thiết kế và mô phỏng lại cơ cấu hoạt độngcủa 5 xy lanh trong máy và thiết kế mạch điện điều khiển hoạt động cho máy

VIII/ Nội dung nghiên cứu

Với đề tài được giao nhóm xác định các vấn đề phải giải quyết như sau:

- Tính toán , thiết kế máy có cấu hình tương đương với yêu cầu đề bài đặt ra

-Các khâu đảm bảo không gian làm việc ổn định, tự do, không va chạm

- Mạch điều khiển thiết kế hoạt động ổn định

-Thiết kế giao diện điều khiển đơn giản, trực quan

- Xây dựng mô hình mô phỏng của máy đóng gói tự động

- Mô phỏng để đánh giá giải thuật

1.3/Ưu – nhược điểm của khí nén:

Ưu điểm:

+Do khả năng chịu nén (đàn hồi) lớn của không khí, cho nên có thể trích chứa khí nén một cách thuận lợi Như vậy có khả năng ứng dụng để thành lập các trạm trích chứa khí nén

+Có khả năng truyền tải năng lượng xa, bởi vì độ nhớt động học của khí nén nhỏ vàtổn thất áp xuất trên đường dẫn ít

+Không gay ô nhiễm môi trường

+Chi phí thấp để thiết lập một hệ thống truyền động bằng khí nén, bởi vì phần lớn trong các xí nghiệp hệ thống đường dẫn khí nén đã có sẵn

+Hệ thống phòng ngừa quá áp suất giới hạn được đảm bảo

Nhược điểm:

+Lực truyền tải trọng thấp

+Khi tải trọng trong hệ thống thay đổi, thì vận tốc truyền cũng thay đổi, bởi vì khả năng đàn hồi của khí nén lớn, cho nên không thể thực hiện những chuyển động thẳng hoặc quay đều

+Dòng khí thoát ra ở đường dẫn ra gây nên tiếng ồn

Hiện nay, trong lĩnh vực điều khiển, người ta thường kết hợp hệ thống điều khiển bằng khí nén với cơ, hoặc với điện, điện tử Cho nên rất khó xác định một cách chính xác, rõ ràng ưu, nhược điểm của từng hệ thống điều khiển

CHƯƠNG II: CƠ SỞ LÝ THUYẾT

Phân loại:

1.Theo áp suất:

-Máy nén khí áp suất thấp: p  15 bar-Máy nén khí áp suất cao: p  15 bar-Máy nén khí áp suất rất cao: p  300bar

2 Theo nguyên lý hoạt động:

-Máy nén khí theo nguyên lý thay đổi thể tích: máy nén khí kiểupittông, máy nén khí kiểu cách gạt, máy nén khí kiểu root, máynén khí kiểu trục vít.

-Máy nén khí tuabin: máy nén khí ly tâm và máy nén khí theochiều trục

2.Bình trích chứa khí nén :

Khí nén sau khi ra khỏi máy nén khí và được xử lý thì cần phải có một bộ phận lưu trữ để sử dụng Bình trích chứa khí nén có nhiệm vụ cân bằng áp suất khí nén từ máy nén khí chuyển đến trích chứa, ngưng tụ và tách nước

Kích thước bình trích chứa phụ thuộc vào công suất của máy nén khí và côngsuất tiêu thụ của các thiết bị sử dụng, ngoài ra kích thước này còn phụ thuộc vào phương pháp sử dụng: ví dụ sử dụng liên tục hay gián đoạn

- Phần tử xử lý tín hiệu: Xử lý tín hiệu nhận vào theo một quy tắc logic nhất

định, làm thay đổi trạng thái của phần tử điều khiển Ví dụ: van đảo chiều, van tiết lưu, van logic OR hoặc AND.

-Cơ cấu chấp hành: thay đổi trạng thái của đối tượng điều khiển, là đại lương ra của mạch điều khiển Ví dụ: xilanh, động cơ khí nén.

1.Van đảo chiều:

a) Van đảo chiều 5/2:

Khi chưa có tín hiệu điện tác động vào cửa (14), thì cửa (3) bị chặn, cửa (1)nối với cửa (2) và cửa (4) nối với cửa (5) Khi có tín hiệu điện tác động vào cửa (14) thì nòng van sẽ dịch chuyển sang phải, cửa (2) nối với cửa (3) và cửa (1) nối với cửa (4) còn cửa (5) bị chặn Khi tín hiệu tác động vào cửa (14) mất đi thì dưới tác động của lò xo nòng van trở về vị trí ban đầu

Ký hiệu:

Một số van đảo chiều 5/2

b) Van tiết lưu:

Van tiết lưu có nhiệm vụ điều chỉnh lưu lượng dòng chảy, tức là điều chỉnh vận tốc hoặc thời gian chạy của cơ cấu chấp hành Ngoài ra van tiết lưu cũng có

nhiệm vụ điều chỉn thời gian chuyển đổi vị trí của van đảo chiều Nguyên lý làm việc của van tiết lưu là lưu lượng dòng chảy qua van phụ thuộc vào sự thay dổi tiết diện

Van tiết lưu một chiều điều chỉnh bằng tay

Xylanh tác dụng hai chiều, có có bộ phận giảm chấn ở cuối khoang chạy

Xylanh tác dụng hai chiều, dùng công tắc từ

II/MÁY ĐÓNG GÓI BAO BÌ TỰ DỘNG

1.Giới thiệu tổng quan về máy

-Với nền công nghiệp sản xuất hàng loạt đã và đang phát triển ở nươc ta hiện nay

có thể thấy khâu đóng gói bao bì cho sản phầm là 1 khâu khá quan trọng trong dây chuyền sản xuất tự động Ngày trước , ở công đoạn này chúng ta thường sử dụng sức nhân công để đóng gói bao bì cho sản phẩm , cách này tuy nhanh nhưng lại tiêu tốn nhiều sức nhân công đồng nghĩa với việc tốn thêm chi phí trả cho việc thuê nhân công

-Để khắc phục những hạn chế như vậy chúng ta đã cho ra đời nhiều máy đóng gói bao bì sản phẩm tự động, giúp tiết kiệm thời gian và nhân công trong nhiều dây chuyền sản xuất, đem lại nhiều lợi ít cho hiện tại và trong lâu dài

2.Phân loại các máy đóng gói theo mức độ tự động

-Máy đóng gói tự động: Máy đóng gói này hoạt động theo cơ chế hoàn toàn tự

động, không đòi hỏi người đứng máy phải thao tác thêm Máy đóng gói này được

sử dụng công nghệ hiện đại để tự điều chỉnh các thông số, tránh trường hợp lỗi khi đang hoạt động

-Máy đóng gói bán tự động: Máy đóng gói này đòi hỏi có sự can thiệp của lao

động thủ công, tương tác máy và điều chỉnh máy trong quá trình vận hành Máy này được sử dụng trong các ngành sản xuất và đóng gói yêu cầu phức tạp và kĩ thuật cao

2.1.Phân loại máy đóng gói theo chức năng

-Doanh nghiệp sẽ lựa chọn máy đóng gói có chức năng phù hợp với yêu cầu sản xuất của mình dựa theo các chức năng khác nhau như: máy đóng gói bao bì, thực phẩm, máy đóng gói hút chân không, định lượng,

2.2.Phân loại máy đóng gói theo công dụng

-Đóng gói thực phẩm: Máy đóng gói này yêu cầu cao về mức độ an toàn thực

phẩm Các thiết bị và máy móc trong ngành sản xuất thực phẩm thường được thiết

kế theo dây chuyền khép kín

-Đóng gói hàng hóa công nghiệp: Máy đóng gói loại này đòi hỏi tính an toàn,

chắc chắn và ít gây ảnh hưởng đến môi trường

-Đóng gói dược phẩm: Máy đóng gói được áp dụng trong ngành chế biến và sản

xuất dược phẩm, đòi hỏi cao về kĩ thuật vì phải tránh tác động lên thuốc

-Như vậy, mỗi loại máy đóng gói đều có chức năng, công dụng và cấu tạo riêng phù hợp với yêu cầu sản xuất nhất đinh Với nhóm chúng em, chúng em quyết địnhchọn loại máy đóng gói thực phẩm DCS-5F25 tích hợp công nghệ hút chân không giúp bảo quản thực phảm được lâu hơn

-Máy phù hợp với các doanh nghiệp hoặc các hộ kinh doanh buôn bán gạo và các loại sản phẩm có thể dóng gói dạng vuông, các gói sản phẩm sẽ đươc hút kệt khôngkhí bên trong trước khi đóng gói

1.1 Một số hình ảnh của máy DCS-5F25

1.2.Hình ảnh của máy trong thực tế

1.3 Hình ảnh một vái thông số máy

III/THIẾT KẾ HIỆN THỐNG TRUYỀN ĐIỀU KHIỂN KHÍ

NÉN-THEO TẦNG

Bước1:Thiết lập sơ đồ hành trình bước.

-Với yêu cầu là điều khiển 5xy lanh khí nén theo chu trình điều khiển tự động Thiết kế mạch điều khiển theo mạch chuẩn điện khí nén theo tầng Vậy ta có thể thiết lập sơ đồ hành trình bước như sau:

Bước 2:Vòng tròn chia tầng

Bước 3: Tiến hành chia tầng.

-Có tổng cộng 4 tầng hoạt động như sau: tầng 1 thực hiện chuyển động cho xy lanh

A đi ra (A+), tầng II thực hiện việc thu xy lanh A về (A-), ở đây xy lanh B (B+) và

xy lanh C( C+) lần lượt hoạt động ttheo trình tự xy lanh B trước, xy lanh C sau Tầng III thu xy lanh D về (D-) vì ban đầu của nó nằm ở vị trí duỗi ra nên khi hoạt động thì sẽ thu về 2 xy lanh C(C-) và B(B-) cũng thu về ở tầng này,xylanh E(E-) giống với xylanh D ở vị trí thu về Ở tầng IV xylanh D(D+), xylanh E(E+) cũng duỗi ra sau khi thu về ở cuối tầng III

-Xác định các bước hoạt động của xy lanh:

IV QUY TRÌNH HOẠT ĐỘNG CỦA MẠCH THIẾT KẾ

- Chỉnh các thông số đầu vào của xy lanh A, B, C

-Sau đó, nhấn nút Star để cho dòng điện chạy theo từng tầng

-Khi Role K1 có điện nó sẽ đóng công tắc thường mở S9 ở cột 1 lại và đóng tiếp điểm thưởng mở K1 ở cột 2.và cột 3 để duy trì dòng điện cho tuần 1

-Để có dòng điện chạy qua tầng 2 thì dòng điện sẽ chạy qua vị trí công tắc thường

mở S2 để đóng nó lại, sau đó dòng điện sẽ đóng tiếp điểm thường mở K2 ở cột 4 và

5 để cung cấp điện cho tuần 1 hoạt động Đồng thời mở tiếp điểm K2 ở cột 15 để xóa tín hiệu tầng 1

-Mở công tắc thường đóng S1 để xy lanh B chạy từ B+ sang B-

-Dòng điện tiếp tục di chuyền từ khoa S1 đến khóa S4 cũng ở tầng 2, khóa thường