Thiết kế hệ thống cơ khí cho hệ thống phân loại sản phẩm

Hệ thống phân loại sản phẩm theo chiều cao tính toán thiết kế chiều dài rộng băng tải tính toán các lực tác dụng lên băng tải tính toán chọn con lăn, động cơ, hệ thống truyền động Đại học bách khoa hà nội

M c L c ụ ụ

3 Ý nghĩa của hệ thống phân loại sản phẩm đối với con người 7

2 Tính các thông số động học, hình học trên băng tải 19

LỜI NÓI ĐẦU

Xã hội ngày càng phát triển, nhu cầu vật chất và tinh thần của con người ngày càng cao, vì thế bài toán về cung – cầu đang được các nhà sản xuất tìm cách giải quyết Tự động hóa trong dây chuyền sản xuất là một phương án tối ưu, nó đòi hỏi sự nhanh chóng, chính xác và giảm thiểu được nhân công lao động Quá trình sản xuất càng được tự động hóa cao càng nâng cao năng suất sản xuất giảm chi phí tăng tính cạnh tranh cho các doanh nghiệp

Xét điều kiện cụ thể ở nước ta trong công cuộc công nghiệp hóa hiện đại hóa sử dụng ngày càng nhiều thiết bị hiện đại để điều khiển tự động các quá trình sản xuất, gia công, chế biến sản phẩm…Điều này dẫn tới việc hình thành các hệ thống sản xuất linh hoạt, cho phép tự động hóa ở mức độ cao đối với sản xuất hàng loạt nhỏ và loạt vừa trên cơ sở sử dụng các máy CNC, robot công nghiệp

Đồ án “Thiết kế hệ thống SXTĐ” được nghiên cứu nhằm củng cố kiến thức cho sinh viên, đồng thời giúp cho học sinh sinh viên thấy được mối liên hệ giữa những kiến thức đã học ở trường với những ứng dụng bên ngoài thực tế Đề tài có nhiều ứng dụng quan trọng trong nhiều lĩnh vực như vận chuyển sản phẩm, đếm sản phẩm và phân loại sản phẩm

Với hệ thống tự động hóa này chúng ta có thể giảm thiểu nhân công đi kèm với giảm chi phí sản xuất Với một khối lượng kiến thức tổng hợp lớn, và có nhiều phần em chưa nắm vững, dù đã tham khảo nhiều tài liệu Khi thực hiện đồ án “THIẾT KẾ HỆ THỐNG SXTĐ”, trong tính toán không thể tránh được những thiếu sót hạn chế Kính mong được sự chỉ bảo góp ý giúp đỡ của các quý thầy cô và các bạn

Em xin chân thành cảm ơn tới các thầy cô giáo trong Bộ Môn Cơ điện tử và đặc biệt thầy

TS Bùi Đình Bá đã hướng dẫn tận tình, tạo điều kiện thuận lợi và cho em nhiều kiến thức quý báu cho việc hoàn thành đồ án môn học này Em xin chân thành cảm ơn!

Sinh viên thực hiệnNguyễn Huy Hoàng

ĐỒ ÁN MÔN HỌC: THIẾT KẾ HỆ THỐNG CƠ ĐIỆN TỬ MÃ HP: ME4503

Thời gian thực hiện: 15 tuần; Mã đề: VCK01-8

Ngày giao nhiệm vụ / /20 ; Ngày hoàn thành / /20

I Nhiệm vụ thiết kế: HỆ THỐNG PHÂN LOẠI SẢN PHẨM

II Số liệu cho trước:

1 Hệ thống cấp phôi tự động

2 Nguồn lực cấp phôi và đẩy phôi: Khí nén

3 Nguồn lực quay băng tải: Động cơ điện

4 Bộ truyền ngoài: Xích

5 Thông số hình học phôi:

Hình trụ:

Hình lập phương:

6 Trọng lượng phôi: :

7 Năng suất làm việc: sp/p

III Nội dung thực hiện

1 Phân tích nguyên lý và thông số kỹ thuật

- - Thiết kế các mô đun chức năng của hệ thống:

+ Mô đun cấp phôi tự động

+ Mô đun băng tải

+ Mô đun phân loại: pít tông khí nén, van từ, sensor,

3 Thiết kế chi tiết và xây dựng bản vẽ lắp - Xây dựng bản vẽ lắp 2D/3D - Xây dựng các bản vẽ chế tạo các chi tiết chính

4 Mô phỏng nguyên lý hoạt động (động học)

BẢNG SỐ LIỆU CÁC PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN HỆ THỐNG PHÂN LOẠI SẢN PHẨM

1 Đặt vấn đề

Ngày nay, việc tập trung hóa- tự động hóa công tác quản lí, giám sát và điều khiển các

hệ thống tự động nhằm năng cao hiệu quả của quá trình sản xuất, tránh rủi ro tiết kiệm được chi phí Và hạn chế là một hướng tất yếu của quả trình sản xuất nào cũng không thể tránh khỏi, do thời gian cùng với sự phát triển mạnh mẽ của công nghệ như hiện nay Cùng với sự phát triển vượt bậc của kĩ thuật vi điện tử , kĩ thuật truyền thông và công nghệ phần mềm trong thời gian qua Và lĩnh vực điều khiển tự động đã ra đời, phát triển càng ngày đa đạng đáp ứng được các yêu cầu trong cuộc sống, đòi hỏi quá trình tự động trong các lĩnh vực công nghiệp Chính vì vậy phải lựa chọn quá trình điều khiển nào cho phù hợp với yêu cầu thực tế đặt ra cho ngành Đảm bảo điều kiện cơ sở vật chất cho phép, tiết kiệm chi phí vận hành, nâng cao hiệu quả sản xuất, dễ dàng bảo trì và sửa chữa hệ thống khi có sự cố

Thực tiễn đó đã đặt ra làm sao để quản lí các nhà máy sản xuất một cách linh hoạt ổn định và phù hợp nhất, tiết kiệm nhất và phải an toàn Trước thời cơ và thách thức của thời đại, do đó sự nhận biết nắm bắt và vận dụng các thành tựu một cách có hiệu quả nền khoa học kĩ thuật thế giới nói chung và kĩ thuật điều khiển tự động nói riêng Sự áp dụng kĩ thuật điều khiển tự động đã được ứng dụng rộng rãi ở các nghành sản xuất lớn, doanh nghiệp lớn một cách nhanh chóng bên cạnh đó những doanh nghiệp vừa và nhỏ quy mô sản xuất thì ngược lại hoàn toàn chưa được áp dụng đặc biệt ở khâu cân sản phẩm và đóng gói bao bì, vẫncòn sử dụng sức người, chính vì vậy cho năng suất chưa hiệu quả Trên cơ sở thực tế khách quan, yêu cầu của xã hội của thế giới cũng như trong nước, đề tài này có nhiều tiềm năng nghiên cứu ứng dụng và khai thác một cách khả thi nhất tốt nhất có thể Việc ứng dụng kĩ thuật điều khiển vào “quá trình phân loại sản phẩm” là một trong những thành tựu đáng kể làm thay đổi một nền sản xuất cũ mang nhiều hạn chế Làm thay đổi cục diện của nền công nghiệp mạnh mẽ Chính vì vậy nó trở thành một vấn đề hứng thú đầy tiềm năng cho chúng

em tìm hiểu xây dụng thiết kế cải tiến góp phần vào sự hoàn thiện và phát triển sâu, rộng của

nó hơn nữa trong đời sống sản xuất của con người

2 Khái niệm hệ thống phân loại sản phẩm:

Hệ thống phân loại sản phẩm là hệ thống điều khiển tự động hoặc bán tự động nhằm chia sản phẩm ra các nhóm có cùng thuộc tính với nhau để thực hiện đóng gói hay loại bỏ sảnphẩm hỏng

- Có nhiều cách phân loại hệ thống phân loại sản phẩm

- Ví dụ :

● Dựa trên phương thức điều khiển chia ra hệ thống tự động hay bán tự động, có sự

tham gia của con người hay không mức độ đến đâu, điều khiển bằng PLC, vi xử lí

● Theo màu sắc: màu sắc sẽ được cảm biến màu nhận biết chuyển sang tín hiệu điện

rồi qua bộ chuyển đổi ADC về bộ xử lí

● Theo trọng lượng, hình dáng kích thước bên ngoài Ngoài ra còn nhiều cách phân

loại khác tùy vào yêu cầu và sự khác biệt của phôi với nhau

3 Ý nghĩa của hệ thống phân loại sản phẩm đối với con người

Hệ thống phân loại sản ra đời hình thành và phát triển trong giai đoạn kinh tế của thế giới nói chung và của đất nước như hiện nay đã đánh dấu thêm những bước ngoặt quan trọng cho sự tiến bộ của khoa học- công nghệ kĩ thuật thực tế đã ứng dụng một cách tốt nhất cho những mục đích cao, khó của con người Có một tầm quan trọng ảnh hưởng lớn đến nền côngnghiệp đặc biệt là đối với tình hình nước Việt Nam ta hiện nay làm tăng nhiều mặt tốt phục

vụ cho lại đáng kể cho cuộc sống cũng như sự phát triển kinh tế của con người hứa hẹn một

sự phát triển vững mạnh và ổn định lâu dài Đồng thời cũng là nền tảng cho sự phát triển các tập đoàn kinh tế trên thế giới Một lần nữa khẳng định nó có vai trò rất quan trọng cho hoạt động phát triển cung cấp phân phối sản phẩm tới con người một cách tốt nhất, giúp đời sống con người được nâng cao hơn Vấn đề số lượng và chất lượng sản phẩm thay đổi đáng kể có thể nhận thấy rõ sự phân hóa và đa dạng về mẫu mã chủng loại của sản phẩm và cũng thấy rõchất lượng ngày càng được nâng cao và đáp ứng nhu cầu sức khỏe con người một cách hoàn hảo nhất Từ đây sự thay thế của máy móc của các thiết bị hiện đại, đã giảm thiểu lớn thời

gian lao động sức tiếp cho quá trình sản xuất cũng như trong các qua trình khác để tạo ra sản phẩm Nhận thấy một thế mạnh nữa rằng những công việc khó khăn phức tạp đã được thay thế bằng máy móc tự động rất nhiều, khi đó con người chỉ cần điều khiển hệ thống, máy móc,thiết bị… tại một buồng điều khiển riêng biệt Nhờ vậy mà sức khỏe và đời sống vật chất tinhthần ngày càng nâng cao và cải thiện một cách rõ rệt.

Không những vậy kể từ khi ra đời thì các vấn đề về sinh thái, sự ô nhiễm môi trường sống đang ở mức báo động, hay những biến đổi khí hậu của thiên nhiên đã có sự hình thành nhanh chóng gây ra những hậu quả vô cùng nguy hiểm Lâu dài nó sẽ làm cho sự tồn tại của con người không được bền lâu Bởi vậy, hệ thống phân loại sản phẩm nói riêng trong nhiều

hệ thống tự động khác có ý nghĩa hơn vào thế kỉ này Do con người không thể tác động trực tiếp những tác hại và hậu quả gây ra và giải pháp tối ưu cho các hệ thống tự động cho những công việc khó khăn phức tạp nhiều nguy hiểm tiềm tàng

4 Các hệ thống phân loại sản phẩm trên thực tế

Hệ thống phân loại gạo theo màu sắc: Hệ thống phân loại gạo bằng màu sắc do Viện IMIphát triển và vấn đề tự động nhận dạng, xử lý phân loại trong chế biến gạo phục vụ xuất khẩu, khả năng ứng dụng công nghệ quang-cơ điện tử (opto-mechatronic technology) trong ứng dụng cụ thể của “hệ máy nhìn” là đề tài được đánh giá cao tại VICA 6 Những năm gần đây, công nghệ quang học gắn kết với các hệ thống cơ điện tử rất nhanh, tạo ra số lượng lớn sản phẩm cơ điện tử - các máy móc, hệ thống với những bộ phận quang học “thông minh” Như biểu diễn ở hình 1, sự hiện diện của công nghệ quang học ngày càng rõ nét, cho phép nâng cao giá trị và hiệu năng của hệ thống, bởi các phần tử quang học kết hợp với các phần

tử cơ điện tử nhúng trong hệ thống đã đem lại giải pháp cho nhiều vấn đề kỹ thuật hóc búa Dưới đây phân tích một số kết quả nghiên cứu ứng dụng kỹ thuật quang-cơ điện tử trong máyphân loại gạo theo màu sắc của Viện IMI

Hình 1 Các công nghệ then chốt đóng góp vào sự phát triển hệ thống

Hình 2 Sơ đồ nguyên lý - cấu trúc hệ thống phân loại gạo theo màu sắc

Các hệ thống phân loại hạt theo màu sắc nói chung, phân loại gạo theo màu sắc nói riêng có sơ đồ nguyên lý, cấu trúc như hình 2 Vật liệu (gạo) được cấp bằng bộ cấp liệu rung xuống máng dẫn, ổn định quỹ đạo trên máng rồi chuyển động qua vùng nhận dạng của

camera (CCD hoặc CMOS) Màu sắc của đối tượng dịch chuyển (hạt gạo) được nhận biết tứcthời (xử lý thời gian thực) và máy tính công nghiệp (IPC) ra quyết định về khả năng chấp nhận hạt đã nhận dạng, phát tín hiệu cho súng phun khí nén bắn hạt đó ra khỏi quỹ đạo dịch chuyển nếu không đạt yêu cầu về chất lượng (trong trường hợp này thông qua màu sắc), và ngược lại thì không phát tín hiệu Qua khỏi vùng nhận dạng, gạo chính phẩm và phế phẩm sẽ

được phân tách và chứa trong hai khoang chứa tách biệt Từ đây có thể vào kho hoặc qua máy đóng bao Việc xử lý và ra quyết định chỉ được phép diễn ra dưới 0,13 mili giây Bài toán xử lý thời gian thực ở đây đóng vai trò vô cùng quan trọng Nó đòi hỏi hệ thống chiếu sáng phù hợp, kết cấu buồng nhận dạng chuẩn xác, cho phép phân tách các ngưỡng màu tốt;

hệ thống camera ghi nhận hình ảnh gần như tức thời và tốc độ chuyển đổi tín hiệu, tốc độ tínhtoán rất cao Độ chính xác của kết cấu cơ khí cũng đóng vai trò quan trọng trong việc ổn địnhdòng liệu, giúp cho phần xử lý chỉ phải bù các sai số hệ thống Bài toán ở đây là tổng hợp củanhiều nhiệm vụ phải giải quyết về cơ khí chính xác, kỹ thuật quang điện, hệ thống điện tử điều khiển, phần mềm xử lý, điện động lực, các cơ cấu tác động nhanh, Các hệ thống cơ khíđược gia công trên máy CNC với độ chính xác đến 10-3mm Nguồn sáng sử dụng là đèn fluorescence tần số cao (100 kHz) Camera CCD quét dòng được tính toán chọn phù hợp về tốc độ, độ phân giải, độ nhạy Các van điện khí chuyên dụng có đặc tính trễ dưới 0,7 mili giây Phần điều khiển điện tử được Viện IMI thiết kế chế tạo trong nước Dưới đây đi sâu phân tích cơ sở ánh sáng và giới thiệu phần mềm nhận dạng thời gian thực sử dụng trong máy phân loại gạo ROPSOTEC 3.01A của Viện IMI - một số cơ sở chính đảm bảo điều kiện nhận dạng

Cơ sở ánh sáng và vấn đề nhận dạng, phân loại hạt (nông sản) theo màu sắc

Hình 3 Yêu cầu phân loại theo màu sắc

Hình 3 là ảnh chụp hạt gạo đầu vào, đầu ra Gạo đầu vào (đã qua các công đoạn khác của dây chuyền xử lý như xay xát, sàng sảy, đánh bóng,…) được nhận dạng và xử lý loại bỏ các hạt ngoại lai (hạt đỏ, vàng, bạc bụng, tạp chất) Muốn phân loại tốt, phải nhận dạng chính

xác, ra quyết định đúng và kịp thời để xử lý loại bỏ hạt ngoại lai vốn được phân định theo màu sắc (hình 4) Hình 5 là quan hệ xác định bằng thực nghiệm, qua đó cho phép phân định các hạt ngoại lai trên cơ sở lựa chọn nguồn sáng phù hợp Không chỉ cần nguồn sáng phù hợp, quan trọng và khó khăn hơn nhiều là phải đảm bảo camera nhận được màu sắc chuẩn xác - đây chính là mấu chốt để đảm bảo chất lượng nhận dạng.

Dưới đây phân tích cơ sở ánh sáng và đánh giá

CHƯƠNG 2: THÀNH PHẦN CƠ BẢN CỦA HỆ THỐNG

Nhận xét: Mỗi kiểu cấp phôi trên mang tính đặc thù riêng và bản thân trong mỗi kiểu

cũng đã bao hàm nhiều dạng khác nhau Tùy theo công nghệ sản xuất mà người ta bố trí cấp phôi liên tục hay dán đoạn theo chu kì hoặc cấp phôi theo lệnh

2 Băng tải

Đây là thành phần không thể thiếu của hệ thống phân loại sản phẩm Nó có nhiệm vụ vận chuyển phôi tới vị trí thao tác, bên dưới có trang bị hệ thống con lăn Nguồn động lực chính của băng tải chính là đông cơ điện: động cơ một chiều, động cơ 3 pha lồng sóc hay servo… tùy vào yêu cầu hệ thống Để tạo ra momen đủ lớn cho băng tải cần nối trục động cơ với hộp giảm tốc rồi mới ra tải Hai đầu băng tải có puli băng tải là vòng kín quấn quanh puli này Băng tải làm từ vật liệu nhiều lớp, thường là hai có thể là caosu Lớp dưới là thành phần chịu kéo và tạo hình cho băng tải, lớp trên là lớp phủ

Ưu điểm của băng tải

- Cấu tạo đơn giản, bền, có khả năng vận chuyển rời và đơn chiếc theo các hướng nằm

ngang, nằm nghiêng hoặc kết hợp giữa nằm ngang với nằm nghiêng

- Vốn đầu tư không lớn lắm, có thể tự động được, vận hành đơn giản, bảo dưỡng dễ

dàng, làm việc tin cậy, năng suất cao và tiêu hao năng lượng so với máy vận chuyển khác không lớn lắm

Các loại băng tải trên thị trường hiện nay

Khi thiết kế hệ thống băng tải vận chuyển sản phẩm đến vị trí phân loại có thể lựa chọn một số loại băng tải sau:

Băng tải dây đai < 50 kg Vận chuyển từng chi tiết giữa các nguyên

công hoặc vận chuyển thùng chứa trong

gia công cơ và lắp rápBăng tải lá 25-125 kg Vận chuyển chi tiết trên vệ tinh trong gia

công chuẩn bị phôi và trong lắp rápBăng tải thanh đẩy 50-250kg Vận chuyển chi tiết lớn giữa các bộ phận

trên khoảng cách > 50mBăng tải con lăn 30-500kg Vận chuyển chi tiết trên các vệ tinh giữa

các nguyên công với khoảng cách < 50m

Bảng 1.1: Danh sách các loại băng tải

Các loại băng tải xích, băng tải con lăn có ưu điểm là độ ổn định cao khi vận

chuyển.Tuy nhiên chúng đòi hỏi kết cấu cơ khí phức tạp, đòi hỏi độ chính xác cao, giá thành khá đắt

- Băng tải dạng cào: sử dụng để thu dọn phoi vụn Năng suất của băng tải loại này có

thể đạt 1,5 tấn/h và tốc độ chuyển động là 0,2m/s Chiều dài của băng tải là không hạn chế trong phạm vi kéo là 10kN

- Băng tải xoắn vít : có 2 kiểu cấu tạo :

+ Băng tải 1 buồng xoắn: Băng tải 1 buồng xoắn được dùng để thu dọn phoi vụn

Năng suất băng tải loại này đạt 4 tấn/h với chiều dài 80cm

+ Băng tải 2 buồng xoắn: có 2 buồng xoắn song song với nhau, 1 có chiều xoắn

phải, 1 có chiều xoắn trái Chuyển động xoay vào nhau của các buồng xoắn được thực hiện nhờ 1 tốc độ phân phối chuyển động

Cả 2 loại băng tải buồng xoắn đều được đặt dưới máng bằng thép hoặc bằng xi măngGiới thiệu băng tải dùng trong đề tài Do băng tải dùng trong hệ thống làm nhiệm vụ vậnchuyển sản phẩm nên trong đề tài tôi đã lựa chọn loại băng tải dây đai với những lý do sau đây:

- Tải trọng băng tải không quá lớn

- Kết cấu cơ khí không quá phức tạp

- Dễ dàng thiết kế chế tạo

Tuy nhiên loại băng tải này cũng có 1 vài nhược điểm như: độ chính xác khi vận chuyểnkhông cao, đôi lúc băng tải hoạt động không ổn định do nhiều yếu tố: nhiệt độ môi trường ảnh hưởng tới con lăn, độ ma sát của dây đai giảm qua

3 Động cơ

Các loại động cơ:

- Động cơ điện một chiều: Và hệ thống động cơ – máy phát cho phép thay đổi mômen

và vận tốc góc trong phạm vi rộng, đảm bảo khởi động êm, hãm và đảo chiều dễ dàng

Nhược điểm của chúng là đắt, riêng loại động cơ điện 1 chiều lại khó kiếm và phải tăng thêmvốn đầu tư để đặt các thiết bị chỉnh lưu

- Động cơ xoay chiều: Bao gồm động cơ xoay chiều một pha và động cơ xoay chiều bapha Động cơ một pha có công suất tương đối nhỏ, có thể mắc vào mạng điện chiếu sáng

4 Cảm biến

Đây chính là hệ thống thu nhận thông tin từ phôi cho bộ điều khiển Các loại cảm biến thường được sử dụng là cảm biến màu, cảm biến quang, cảm biến tiệm cận Cảm biến thực hiện chức năng biến đổi các đại lượng không điện (các đại lượng vật lí, hóa học…) thành các đại lượng điện Ví dụ áp suất nhiệt đô lưu lượng vận tốc…thành tín hiệu điện (mV, mA…)Trên thị trường có rất nhiều loại cảm biến khác nhau nhưng trong đồ án này em dùng cảm biến quang để phân loại sản phẩm Sản phẩm chạy trên băng truyền, kích hoạt cảm biến quang thứ nhất được phân loại là vật cao, kích hoạt cảm biến quang thứ hai là vật được phân loại là vật trung bình, còn sản phẩm không kích hoạt cảm biến nào thì là vật thấp

Cảm biến quang

5 Bộ truyền xích

- Ưu điểm:

● Có khả năng truyền chuyển động giữa các trúc cách nhau tương đối lớn

● Kích thước nhỏ hơn so với truyền động đai

● Không có hiện tượng trượt

● Có thể cùng môt lúc truyền chuyểnđộng cho nhiều trục

● Lực tác dụng lên trục nhỏ hơn truyền động đai vì không cần căng xích

- Nhược điểm:

● Do có sự va đập khi vào khớp nên gây nhiều tiếng ồn lớn khi làm việc, không thíchhợp với vận tốc cao

● Đòi hỏi chế tạo, lắp ráp chính xác hơn, yêu cầu chăm sóc, bảo quản

thường xuyên

● Vận tốc và tỷ số truyền tức thời không ổn định

● Dễ mòn khớp bản lề

- Phạm vi sử dụng:

● Thích hợp với vận tốc thấp, thườnglắp ở đầu ra của hộp giảm tốc

● Thích hợp truyền động với khoảng cách trục trung bình, yêu cầu làm việc không cótrượt

6 Pitton/Van khí nén

Theo thiết kế, cơ cấu phân loại sản phẩm được thực hiện bằng pít tông khí nén Píttông khí nén (xi lanh khí nén) là thiết bị cơ học, hoạt động được nhờ khí nén giúpchuyển năng lượng tiềm năng thành động năng (nhờ sự chênh áp bởi khí nén nên

áp suất lớn hơn áp suất khí quyển), pít tông của xi lanh chuyển động làm cho sản phẩm hoạt động như mong muốn người dùng

Cấu trúc của hệ thống khí nén (The structure of Pneumatic Systems) thường bao gồm các khối thiết bị sau:

- Trạm nguồn: Máy nén khí, bình tích áp, các thiết bị an toàn, các thiết bị xử lý khí nén (lọc bụi, lọc hơi nước, sấy khô,…)

- Khối điều khiển: các phần tử xử lý tín hiệu điều khiển và các phần tử điều khiển đảo chiều cơ cấu chấp hành

- Khối các thiết bị chấp hành: Xi lanh, động cơ khí nén, giác hút

Các dạng truyền động sử dụng khí nén:

- Truyền động thẳng là ưu thế của hệ thống khí nén do kết cấu đơn giản và linh hoạt của cơ cấu chấp hành, chúng được sử dụng nhiều trong các thiết bị gá kẹp các chi tiết khi gia công, các thiết bị đột dập, phân loại và đóng gói sản phẩm…

- Truyền động quay: Khi yêu cầu tốc độ truyền động rất cao, công suất không lớn sẽ gọn nhẹ và tiện lợi hơn nhiều so với các dạng truyền động sử dụng các năng lượng khác Tuy nhiên, ở những hệ truyền động quay công suất lớn, chi phí cho hệ thống sẽ rất cao so với truyền động điện.

Ưu điểm của hệ thống khí nén:

- Do không khí có khả năng chịu nén (đàn hồi) nên có thể nén và trích chứa trong bình chứa với áp suất cao thuận lợi, xem như một kho chứa năng lượng

- Có khả năng truyền tải đi xa bằng hệ thống đường ống với tổn thất nhỏ, khí

nén sau khi sinh công cơ học có thể thải ra ngoài mà không gây hại cho môi

trường

- Tốc độ truyền động cao, linh hoạt, dễ điều khiển với độ tin cậy và chính xác

- Có giải pháp và thiết bị phòng ngừa quá tải, quá áp suất hiệu quả

Nhược điểm của hệ thống khí nén:

- Công suất truyền động không lớn Ở nhu cầu công suất truyền động lớn,

chi phí cho truyền động khí nén sẽ cao hơn 10-15 lần so với truyền động

điện cùng công suất, tuy nhiên kích thước và trọng lượng lại chỉ bằng

30% so với truyền động điện

- Khi tải trọng thay đổi thì vận tốc truyền động luôn có xu hướng thay đổi

do khả năng đàn hồi của khí nén khá lớn, vì vậy khả năng duy trì chuyển

động thẳng đều hoặc quay đều thường khó thực hiện

- Dòng khí nén được giải phóng ra môi trường có thể gây tiếng ồn

7 Lựa chọn phương án thiết kế:

Theo yêu cầu của đề bài, em lựa chọn phương án thiết kế của mô hình hệ thống

phân loại sản phẩm như sau:

- Sử dụng băng tải dây đai Trong hệ thống băng tải, dây băng được uốn vòng qua các puly dẫn động, bị động; phần giữa 2 puly này băng được dẫn hướng

và đỡ bởi các các con lăn

- Dẫn động giữa động cơ và băng tải sử dụng bộ truyền xích

- Sử dụng pít tông khí nén thực hiện nhiệm vụ nhận biết, cấp và phân loại sản phẩm

- Nguồn lực dẫn động tải sử dụng động cơ

CHƯƠNG 3: TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ

Nguồn lực dẫn động : Động cơ điện

Chọn thông số hình học của sản phẩm trên băng: Hình trụ

2 Tính các thông số động học, hình học trên băng tải

Tính chiều dài L, chiều rộng W và chiều cao H của băng tải:Tính chiều dài L

Nếu gọi:

- n là số sản phẩm nằm trên băng tải tại một thời điểm

- v là vận tốc băng tải

- t là thời gian 1 sản phẩm chạy trên băng tải

- x là khoảng cách giữa các phôi

Thì x phụ thuộc vào n theo phương trình sau: L = n×d + (n-1)×x

- Chọn x=50 cm n=15 ta có: L=15×5+(15-1) ×50=775 cmTính chiều rộng W

Gọi: là k/c giữa tâm 2 sp cạnh nhau (tự tính)

là vận tốc băng tải

là vận tốc của pít tông

M là k/c từ xi lanh đến mép băng tải (chọn M=5 cm)

Thời gian sản phẩm chuyển động được quãng đường y phải lớn hơn 1 chu trình của pít tông Ta có bất phương trình : (1)

- Phân tích lực tác dụng trên băng tải

+ Lực căng băng ban đầu

+ Lực ma sát giữa dây băng và bề mặt tấm đỡ, con lăn, do khối lượng phôi và dây băng

Trong hệ thống băng tải, dây băng được uốn vòng qua các puly dẫn động, bị động; phần giữa 2 puly này băng được dẫn hướng và đỡ bởi các các con lăn và tấm trượt tùy thuộc vào kết cấu và loại dây Lực cản chuyển động băng khác nhau tại mỗi đoạn đặc trưng, trên mỗi đoạn này có cùngtính chất lực cản Lực căng dây tại mỗi điểm đặc trưng (i) sẽ bằng lực căng tại điểm ngay trước nó (i-1) cộng với lực cản chuyển động của dây trên đoạn từ (i-1) đến i

Trên sơ đồ lực như Hình 3.2 ta có lực căng băng tại các điểm đặc trưng Si (i = 0 - 3), vớiS0 là lực căng tại nhánh nhả ở tang dẫn

- Các lực cản chuyển động của băng:

: Lực cản trên đoạn nằm ngang từ điểm 0 đến 1

(3.2)