TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI TRƯỜNG CƠ KHÍ *************************************** ĐỒ ÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG CƠ KHÍ SẢN XUẤT TỰ ĐỘNG ĐỀ TÀI THIẾT KẾ HỆ THỐNG PHÂN LOẠI SẢN PHẨM GVHD Thầy T S Nhã Tườn[.]
TỔNG QUAN HỆ THỐNG PHÂN LOẠI SẢN PHẨM
Đặt vấn đề
Khái niệm và phân loại
+ Theo phương pháp điều khiển :
+ Theo đặc trưng của sản phẩm :
Ứng dụng trong thực tế
1.3.1 Công dụng và lợi ích của hệ thống
Hệ thống phân loại sản phẩm sử dụng để tích hợp với các hệ thống tự động khác tạo nên một chu trình khép kín.
1.3.2 Các lĩnh vực áp dụng
+ Dây chuyền sản xuất chi tiết máy.
+ Dây chuyền sản xuất hàng tiêu dùng.
+ Dây chuyền sản xuất linh kiện điện tử.
Nguyên lý hoạt động
- Nguyên lý hoạt động chung :
- Yêu cầu kĩ thuật cơ bản :
+ Cụm truyền động : Động cơ điện
+ Cụm truyền tải năng lượng : Bộ truyền đai (xích)
+ Cụm chấp hành : Pít tông ( khí nén)
+ Cụm cảm biến và điều khiển : điều khiển tự động
CÁC THÀNH PHẦN CƠ BẢN CỦA HỆ THỐNG
Băng tải
- Chức năng : Băng tải có nhiệm vụ vận chuyển phôi tới vị trí thao tác, bên dưới có trang bị hệ thống con lăn
I've homed in on the core of this task: understanding the primary power source for the conveyors Right now, it's clear that the focus is on electric motors, specifically the different types (DC, 3-phase squirrel cage, servo) that can be employed My next step is to discern the context and purpose of the Vietnamese text to ensure my SEO-focused rewrite is accurate and relevant.**Refining Conveyor Power Details**I'm now focusing on refining the specifics My current direction is to open with "Electric motors are the primary power source for conveyors." and then elaborate on the motor types, mentioning that choices like DC, 3-phase squirrel cage, and servo are determined by the system's needs Finally, I'll close with the crucial role of the gearbox in delivering sufficient torque, emphasizing the connection between the motor shaft, gearbox, and conveyor load The key is to convey a clear, concise technical overview with appropriate keywords.**Synthesizing Vietnamese Snippet**I'm now focusing on a Vietnamese snippet I've determined that "Electric motors power conveyors" is a good opening Different motors (DC, 3-phase, servo) fit different needs A gearbox is crucial for torque Now, it's about making a seamless, SEO-optimized paragraph in Vietnamese I'm exploring variations for fluency and keyword inclusion, ensuring the message stays clear and technical My goal is to craft a paragraph that reads naturally and ranks well.**Formulating Vietnamese Translation**I've crafted a polished Vietnamese paragraph Starting with "Electric motors are the core," it highlights their various types and system dependence The role of the gearbox is clearly explained for torque and power transfer I've focused on clarity, SEO-friendliness, and a natural flow in Vietnamese, resulting in: "Nguồn động lực chính của băng tải là động cơ điện, với các loại phổ biến như động cơ một chiều, động cơ 3 pha lồng sóc hay servo, tùy thuộc vào yêu cầu cụ thể của hệ thống Để tạo ra momen xoắn đủ lớn và truyền lực hiệu quả đến băng tải, trục động cơ luôn được nối với hộp giảm tốc trước khi kết nối với tải."Nguồn động lực chính của băng tải là động cơ điện, với các loại phổ biến như động cơ một chiều, động cơ 3 pha lồng sóc hay servo, tùy thuộc vào yêu cầu cụ thể của hệ thống Để tạo ra momen xoắn đủ lớn và truyền lực hiệu quả đến băng tải, trục động cơ luôn được nối với hộp giảm tốc trước khi kết nối với tải.
+ Băng tải làm từ vật liệu nhiều lớp, thường là hai có thể là cao su Lớp dưới là thành phần chịu kéo và tạo hình cho băng tải, lớp trên là lớp phủ
+ Hai đầu băng tải có puli băng tải Một trong hai puli được nối với động cơ điện còn puli kia là puli có tác dụng căng băng
+ Bên dưới băng tải có thể có các con lăn đỡ để mặt băng không bị trùng khi mang tải + Tất cả thiết bị được đặt trên khung đỡ chịu lực
+ Băng tải con lăn : Sử dụng chủ yếu cho công nghiệp thực phẩm, có nhiệm vụ vận chuyển các sản phẩm, giá đỡ thùng hàng.
+ Băng tải xích : phổ biến trong các ngành công nghiệp nhất là thực phẩm
+ Băng tải xoắn ốc : Được dùng chủ yếu trong công nghiệp thực phẩm và nước uống hay bao bì dược phẩm, ….
+ Băng tải xích cào : dùng để thu dọn phoi vụn
+ Kết cấu cơ khí đơn giản
+ Giá thành không quá cao
+ Dễ vận hành , bảo dưỡng
Bộ truyền đai/xích
Các yêu cầu chung của bộ truyền động với băng tải:
- So sánh bộ truyền đai và xích :
Chạy không ồn , tốc độ cao
Tránh động cơ bị quá tải nhờ hiện tượng trượt trơn
Tỷ số truyền không ổn định , hiệu suất thấp do hiện tượng trượt
Lực tác dụng lên trục lớn do phải căng đai
Không có hiện tượng trượt
Nhỏ gọn hơn truyền đai
Lực tác dụng lên trục nhỏ
Tiếng ồn lớn do sự va chạm giữa các khớp
Khó chạy với vận tốc cao
Yêu cầu kĩ thuật cao
Dễ mòn khớp bản lề
- Em chọn bộ truyền xích vì :
+ Hệ thống chạy với vận tốc trung bình nhưng đòi hỏi tải cao
+ Không có hiện tượng trượt nên đảm bảo hiệu suất ổn định
+ Giảm lực căng của xích tác dụng lên trục
- Cấu tạo bộ truyền động xích :
Pít tông/ van khí nén
- 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:
- Ưu nhược điểm của hệ thống khí nén:
+ Ưu điểm của hệ thống khí nén:
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:
Dòng khí nén được giải phóng ra môi trường có thể gây tiếng ồn.
Cảm biến
Tích cực : cấp điện của nguồn ngoài
Thụ động : không cần nguồn ngoài
+ Theo chế độ hoạt động :
+ Phân loại sản phẩm theo kích thước (to /nhỏ, cao/thấp) : sử dụng cảm biến quang dựa vào mức độ cản trở cảm biến do kích thước phôi
+ Phân loại sản phẩm theo màu sắc : sử dụng cảm biến màu nhờ vào các yếu tố tỷ lệ phản chiếu của các màu sắc khác nhau
Động cơ
- Một số loại động cơ:
+ Động cơ điện một chiều
+ Động cơ điện xoay chiều
- Trong phạm vi đồ án này em chọn động cơ điện một chiều vì có kết cấu đơn giản, giá thành rẻ và dễ bảo quản
Dòng điện chạy qua động cơ sẽ được tính theo công thức sau:
I=(Vnguồn-Vđiện động)/Rphần ứng
Công suất cơ mà động cơ đưa ra được sẽ tính bằng:
Tính toán, thiết kế hệ thống
Hệ thống băng tải
Thông số đầu vào ( đề số 6 ) Đề số Năng suất làm việc Khối lượng phôi Kích thước hình học phôi (cm)
[N,sp/ph] [Qmin,kg] [Qmax,kg] [h1,d1] [h2,d2] [h3,d3]
1 Tính các thông số hình dạng và động học của băng tải
L=1,8(m) => Băng tải chứa tối đa cùng lúc là 6 sản phẩm.
Hình 3.1: Kích thước, khoảng cách giữa các sản
- Tổng khối lượng sản phẩm lớn nhất trên băng tải:
-Năng suất 40 sp/phút => Thời gian 1 sản phẩm đi hết băng tải là: t = 60 40 ⋅ 6= 9( s )
- Hệ số trượt giữa trục và băng tải là: à = 0,3
- Do chọn băng tải dày 3mm nên theo quy định của nhà sản xuất, đường kính tang quay là 60mm.
Phân tích lực tác dụng lên băng tải:
Lực ma sát giữa dây băng và bề mặt tấm đỡ, con lăn, … do khối lượng phôi và dây băng.
Hình 3.2: Sơ đồ lực hệ thống băng tải.
Trên sơ đồ hình 3.2 ta có lực căng băng tại các điểm đặc trưng Si (i = 0 - 3), với S0 là lực căng tại nhánh nhả ở tang dẫn.
Các lực chuyển động của băng:
W0/1: Lực cản trên đoạn nằm ngang từ điểm 0 đến điểm 1.
q0: Trọng lượng 1 mét dài băng tải.
w: là hệ thống là hệ số cản riêng của hệ thống đỡ dây; được xác định bằng thực nghiệm, w = 0,2 – 0,4 Chọn w = 0,3
W1/2: Lực cản trên đoạn uốn cong qua tang bị động từ điểm 1 đến điểm 2
W1/2 = ξ ⋅ S 1 =0,05 ⋅ S 1 ξ :là hệ số cản trên tang đổi hướng, phụ thuộc góc đổi hướng ξ = 0,03 – 0,05 Chọn ξ = 0,05
W2.3 : Lực cản trên đoạn nằm ngang có tải từ điểm 2 đến 3
q0: là trọng lượng 1 mét dài băng
Qt: tổng trọng lượng tải đặt trên băng
Lực kéo băng là lực được truyền từ tang dẫn sang băng:
α: góc ôm của băng trên tang Chọn α= π rad
f : hệ số ma sát giữa băng với tang = 0,2 ~ 0,4 Ở đây chọn f =0,3
- Công suất yêu cầu trên trục tang công tác:
Tính toán, thiết kế các thành phần của hệ thống
1 Động cơ Để chọn được động cơ chúng ta cần biết:
Công suất cần thiết trên trục động cơ Pđc
Số vòng quay sơ bộ trên trục động cơ n sb
Hai thông tin này được tính toán từ dữ liệu đầu vào Cụ thể là từ vận tốc V của bảng tải và lực kéo của băng tải F (Hình 3)
Hình 3.3: Hệ dẫn động băng tải
Công suất cần thiết trên trục động cơ Pct được xác định theo công thức sau:
I'm now focusing on how best to approach rewriting the article snippet into Vietnamese My key challenge will be extracting the essential information and presenting it in a clear, concise manner that aligns with basic SEO principles Considering the snippet's technical nature, "SEO principles" primarily translates to crafting relevant and easy-to-understand language.**Clarifying the Core Formula**I've distilled the key information to create a draft, starting with the formula: P_ct = P_lv * η I'll translate "P_lv" as công suất làm việc (tính trên trục công tác) and "η" as hiệu suất của cả bộ truyền The challenge is seamlessly integrating the explanation of η, which encompasses various transmission components, and mentioning the data source (Bảng 2.3) I plan to craft a structure that prioritizes clear and relevant language.**Structuring the Translation**I've crafted and refined the initial draft to improve clarity Now, I have a structure: *P_ct = P_lv * η*, with P_lv being công suất làm việc on the working axis and η being the overall efficiency, which covers roller bearings, gear transmissions, worm gears, belts, chains, etc Specific efficiency values can be found in Table 2.3 Refining the flow is the immediate next step, focusing on ensuring a smooth and easily-understood translation.**Formulating a Vietnamese Draft**My current focus is on crafting the final draft I've arrived at this: "Công suất cần thiết P_ct được tính theo công thức P_ct = P_lv * η, trong đó P_lv là công suất làm việc trên trục công tác và η là hiệu suất tổng thể của bộ truyền Hiệu suất η này bao gồm hiệu suất của các thành phần như ổ lăn, bộ truyền bánh răng, trục vít-bánh vít, đai, xích, Các giá trị hiệu suất có thể được tra cứu chi tiết trong Bảng 2.3." I'm now polishing it to ensure it is both accurate and readable.**Finalizing the Vietnamese Text**I've refined the translation, ensuring its conciseness and clarity The final draft reads: "Công suất cần thiết P_ct được tính theo công thức P_ct = P_lv * η, trong đó P_lv là công suất làm việc trên trục công tác và η là hiệu suất tổng thể của bộ truyền Hiệu suất η này bao gồm hiệu suất của các thành phần như ổ lăn, bộ truyền bánh răng, trục vít-bánh vít, bộ truyền đai, xích, Các giá trị hiệu suất có thể được tra cứu chi tiết trong Bảng 2.3." I'm confident it now perfectly captures the original meaning while meeting the project requirements.**Crafting a Viable Draft**I'm presently translating the technical snippet My current focus is refining the draft: "Công suất cần thiết P_ct được tính theo công thức P_ct = P_lv * η, trong đó P_lv là công suất làm việc trên trục công tác và η là hiệu suất tổng thể của bộ truyền Hiệu suất η này bao gồm hiệu suất của các thành phần như ổ lăn, bộ truyền bánh răng, trục vít-bánh vít, bộ truyền đai, bộ truyền xích, Các giá trị hiệu suất có thể được tra cứu chi tiết trong Bảng 2.3." I'm now polishing it to ensure a natural flow.Công suất cần thiết P_ct được tính theo công thức P_ct = P_lv * η Trong đó, P_lv là công suất làm việc trên trục công tác, còn η là hiệu suất tổng thể của cả bộ truyền Hiệu suất η này bao gồm hiệu suất của các thành phần như ổ lăn, bộ truyền bánh răng, bộ truyền trục vít-bánh vít, bộ truyền đai và bộ truyền xích Các giá trị hiệu suất cụ thể có thể được tra cứu chi tiết trong Bảng 2.3.
Số vòng quay sơ bộ n sb trên trục động cơ được tính từ số vòng quay trên trục công tác (trục làm việc) n sb của băng tải (hoặc xích tải) Số vòng quay sơ bộ được xác định bởi công thức: n sb =n lv ⋅u c
Với n lv = 60 v πD cho hệ thống băng tải với D là đường kính tang quay.
- Công suất trên trục công tác:
- Hiệu suất chung của hệ thống:
- Công suất cần thiết trên trục động cơ:
Số vòng quay trên trục công tác: n lv =¿ 60 v πD = π 60 0 0,2 , 06 c,66 rpm
Tỉ số truyền chung của hệ Tra bảng 2.4, chọn các tỉ số truyền thành phần u x =2,5.
- Số vòng quay sơ bộ trên trục động cơ: n sb =n lv ⋅ u x c,66 2,59,15 rpm
Vậy đến đây ra đã có đủ 2 thông tin để chọn động cơ, gồm Pđc = 59,93 (W) và n sb 0,98 rpm
I'm currently dissecting the user's request I need to take a single sentence and transform it into a well-structured, SEO-friendly Vietnamese paragraph My primary focus is understanding the core message and presenting it in a clear, concise, and engaging style for content creators.**Developing a Draft**I've crafted several internal sentences, focusing on the product introduction and highlighting its features Now I'm working on details such as power and speeds, all the while keeping those vital SEO keywords at the forefront The aim is to create a compelling, informative description that's easy to grasp for content creators.**Synthesizing Information**I'm now integrating all these pieces My focus is crafting a Vietnamese paragraph that's both informative and optimized for search I'm focusing on the product introduction, highlighting key specs (power, speed), and emphasizing the crucial operating speed of 166 rpm to suggest practical use cases I'm also ensuring the language is concise and engaging, suitable for content creators looking for this kind of product.I've refined the draft, emphasizing the practical operating speed, and ensuring the technical details are presented clearly and accessibly I'm satisfied with the phrasing and the information conveyed, and I'm ready to evaluate based on the provided criteria.**Crafting Vietnamese Text**I'm now fully immersed in the creation of the Vietnamese paragraph I've taken the initial sentence and expanded it, ensuring the final text will meet the user's specific SEO and content style needs I've integrated key phrases like "động cơ tích hợp bộ giảm tốc" and "166 rpm" I'm also focusing on clarity and a professional, informative tone appropriate for content creators.Để đảm bảo hiệu suất tối ưu cho hệ thống, chúng tôi đã tin chọn động cơ tích hợp bộ giảm tốc từ hãng ZD, với mã sản phẩm 5IK60GN-AF Động cơ ZD 60W này sở hữu công suất mạnh mẽ 60W, đạt số vòng quay định mức 1550 rpm Đặc biệt, nó có khả năng vận hành ổn định và hiệu quả ở tốc độ 166 rpm, đáp ứng linh hoạt các yêu cầu ứng dụng cụ thể.
- Tính lại tỉ số truyền: u= n ⅆ c n lv = 166
Thông số Động cơ Công tác
2 Tính chọn bộ truyền ngoài Để đơn giản, hộp giảm tốc thường tích hợp cùng động cơ, do đó bộ truyền ngoài nên chỉ dùng bộ truyền xích, không nên dùng bộ truyền đai Dữ liệu ban đầu để tính toán bộ truyền xích bao gồm:
Số vòng quay đĩa xích chủ động n1 = 166 rpm
2.1 Các bước tính toán chọn bộ truyền xích như sau
Dựa theo cơ sở lớ thuyết về ô Loại xớch ằ ta chọn loại ô Xớch con lăn ằ do cú tải trọng nhỏ, vận tốc thấp.
- Tỉ số truyền thực tế : u t = z 2 z 1 = 64
- Sai lệch tỉ số truyền : Δ u = | u t −u u | ⋅ 100 %= | 2,56 2,6 −2,6 | =0,01% < 4% thoả mãn
Pt , P , [ P ] lần lượt là công suất tính toán, công suất cần truyền và công suất cho phép.
kz là hệ số dạng răng và được tính bằng công thức: k z = 25 z 1 = 25
kn: là hệ số vòng quay, tra bảng 5.5 k n = n 01 n 1 = 200
k là hệ số, tính từ các hệ số thành phần và được tra trong bảng 5.6 k=k o k a k dc k bt k d k c
- ko = 1 ( đường nối tâm hai đĩa xích so với đường nằm ngang là 30 o k f =4
2.3 Xác định thông số đĩa xích
- Đường kính vòng chia: d 1 = t sin ( z π 1 ) = sin 12,7 ( 25 π ) 1,33(mm) d 2 = t sin ( z π 2 ) = sin 12,7 ( 64 π ) = 258,826 (mm)
- Đường kính chân răng: ¿ d 1 −2 r= 101,33−2.3,944,442 ( mm)
Với r =0,5025 d 1 + 0,05=0,5025 7,75 +0,05 = 3,944 (mm) d 1 = 7,75 (mm) – đường kính con lăn tra trong bảng 5.2 ¿> d 2 −2r %8,826 −2.3,944 %0,938 ( mm)
- Kiểm nghiệm độ bền tiếp xúc của đĩa xích: σ H = 0,47⋅ √ k r ( F t ⋅ k d + F vd ) ⋅ A E ⋅ k d
A: Diện tích chiếu của bản lề Tra bảng 5.12 với p,7mm ta được A9,6 mm 2
kr : hệ số ảnh hưởng của số răng đĩa xích Tra bảng với số răng z1% => kr 0,48
kd : Hệ số phân bố tải không đều giữa các dãy Sử dụng 1 dãy xích => kd = 1
Fvd : lực va đập trên m dãy xích
1 + E 2 = 2,1.10 5 (Mpa) (do E1=E2=2,1.10 5 (Mpa) vì cả 2 đĩa xích đều làm bằng thép )
Tra bảng 5.11 chọn vật liệu làm đĩa xích là gang xám
Xác định lực tác dụng lên trục :
Với k x = 1,15 : Hệ số kể đến trọng lượng của xích ( Do β ≤ 40 0 )
Tổng hợp các thông số của bộ truyền xích
Thông số Kí hiệu Giá trị
Loại xích Xích ống con lăn
Số răng đĩa xích lớn Z2 64
Vật liệu đĩa xích Gang xám Đường kính vòng chia đĩa xích nhỏ d1 101,33 mm Đường kính vòng chia đĩa xích lớn d2 258,826 mm Đường kính vòng đỉnh đĩa xích nhỏ da1 106,88 mm Đường kính vòng đỉnh đĩa xích lớn da2 264,864 mm
Bán kính đáy r 3,944 mm Đường kính chân răng đĩa xích nhỏ ⅆ f 1 93,442 mm Đường kính chân răng đĩa xích lớn ⅆ f 2 250,938 mm
Lực tác dụng lên trục Fr 77,97 (N)
3 Tính toán trục, chọn ổ lăn.
Chọn vật liệu chế tạo là thép 45 có σ b `0 Mpa , ứng suất xoắn cho phép[ τ ]= ¿ 15,3 Mpa
3.1 Xác định đường kính trục sơ bộ tại vị trí lắp ổ lăn : d= √ 3 0,2 T [ τ ] = √ 3 0,2.15,3 8980 = 14,32 (mm)
3.2 Xác định các lực tác dụng:
- Lực tác dụng từ băng tải:
Trọng lượng của băng tải:
Lực tác dụng từ đĩa xích:
- Lực căng dây xích bé là:
- Lực căng dây xích lớn là:
- Momen tại vị trí lắp đĩa xích:
- Lực băng tải tác dụng lên con lăn:
3.3 Xác định khoảng cách giữa các điểm đặt lực
Chọn gần đúng chiều rộng ổ lăn trên trục theo bảng 10.2 trang 189, với dsb (mm): bsb = 15 (mm)
- Chiều dài moay ơ đĩa xích: lm = (1,2 -> 1,5).20 = (1,2 -> 1,5) 20 = 24 -> 30 (mm)
3.4 Tính đường kính đoạn trục:
Chiều rộng vai chống trượt băng tải chọn L 2 = L 4 = 15 (mm)
Chiều rộng ổ lăn L 3 = b sb = 15 (mm)
- Gọi đường kính các đoạn trục lắp bánh răng, ổ lăn 1, lần lượt là d 0 ,d 1
Tra bảng trị số ứng suất cho phép, ứng suất cho phép của thép 45 chế tạo trục là [𝜎]= 63 Mpa. d 0 = √ 3 0,1 M tđ [ σ 0 ] = √ 3 7776,9 0,1.63 ,72 ( mm) d 1 = √ 3 0,1 M tđ [ σ 1 ] = √ 3 8214,82 0,1.63 ,925 (mm)
Xuất phát từ các yêu cầu về độ bền, lắp ghép và công nghệ ta chọn đường kính các đoạn trục như sau : d 0 (mm )( Đoạntrục lắp vớiđĩa xích) d 1 (mm )(Đoạntrục lắp vớiổ lăn)
4 Chọn then và kiểm nghiệm then:
Then được lắp tại đĩa xích trên trục: d 0 (mm)
Chọn then bằng, tra bảng 9.1 ta có:
4.2 Kiểm nghiệm then theo độ bền dập và độ bền cắt:
Ta có điều kiện bền dập và bền cắt: { σ d = τ c = d.l d l t 2 2 ( h−t T T t b ≤ 1 ) [ ≤[ τ c σ ] d ]
Với bảng 9.5 ta có: dạng lắp cố định, vật liệu may- ơ bằng thép và chế độ tải trọng va đập nhẹ
{ [ τ c ] =( 40÷ 60 )( Mpa)dolàm việc vađậpnhẹ gây nên [ σ d ] 0 ( Mpa)
Kiểm tra độ bền then tại vị trí lắp bánh răng:
⇒ Then tại vị trí nàythỏa mãnđiều kiệnbền dập vàcắt 4.3 Kiểm nghiệm trục theo độ bền mỏi: Độ bền của trục được đảm bảo nếu hệ số an toàn tại các tiết diện nguy hiểm thỏa mãn điều kiện: s j = s σ j s τ j
[s] – hệ số an toàn cho phép, thông thường [s]= 1,5 … 2,5 (khi cần tăng độ cứng ) [s] = 2,5 … 3, như vậy có thể không cần kiểm nghiệm về độ cứng của trục).
s σ j và s τ j – hệ số an toàn chỉ xét riêng ứng suất pháp và hệ số an toàn chỉ xét riêng ứng suất tiếp tại tiết diện j: s σ j = σ −1
Trong đó: σ −1 và τ −1 là giới hạn mỏi uốn và xoắn với chu kì đối xứng Có thể lấy gần đúng: σ −1 =0,436 σ b =0,436.600&1,6 ( MPa ) τ −1 =0,58 σ −1 =0,58.261,61,73 ( MPa) σ aj ,σ mj ,τ aj ,τ mj là biên độ và trị số trung bình của ứng suất pháp và ứng suất tiếp tại tiết diện j, do quay trục một chiều:
Với W j , W 0 j là momen cản uốn và momen cản xoắn tại tiết diện j của trục ψ σ ,ψ τ là hệ số kể đến ảnh hưởng của trị số ứng suất trung bình đến độ bền mỏi, tra theo bảng 10.7.
K σdj , K τdj là hệ số, xác định theo công thức:
K x là hệ số tập trung ứng suất do trạng thái bề mặt, phụ thuộc vào phương pháp gia công và độ nhẵn bề mặt, cho trong bảng 10.8
K y là hệ số tăng bền bề mặt trục, cho trong bảng 10.9 phụ thuộc vào phương pháp tăng bền bề mặt, cơ tính vật liệu Ở đây ta không dùng các phương pháp tăng bền bề mặt, do đó K y =1.
ε σ và ε τ là hệ số kích thước kể đến ảnh hưởng của kích thước tiết diện trục đến giới hạn mỏi, trị số cho trong bảng 10.10
K σ và K τ là hệ số tập trung ứng suất thực tế khi uốn và khi xoắn, trị số của chúng phụ thuộc vào loại yếu tố gây tập trung ứng suất Tại các bề mặt trục lắp có độ dôi, có thể tra trực tiếp tỉ số K σ /ε σ và K τ / ε τ – bảng 10.11.
4.4 Kiểm nghiệm tại tiết diện lắp ổ lăn:
Tra bảng 10.6 với d 1 (mm), ta có:
Do vị trí này lắp ổ lăn nên ta chọn kiểu lắp chặt Chọn kiểu lắp r6, tra bảng 10.11 ta có:
{ s s σj τj = = K K σdj τdj σ τ σ aj τ aj −1 −1 + +ψ ψ σ τ τ σ mj mj = = 2,11.6,09 2,81.3,29 151,73 261,6 + +0,05.0 0.6,09 ,8 = 28,3
4.5 Kiểm nghiệm tại tiết diện lắp đĩa xích:
Do M j =0( Nmm) nên ta chỉ kiểm tra hệ số an toàn khi chỉ tính riêng ứng suất tiếp, tra bảng 10.6 với d 0 (mm) ¿
Ta thấy sự tập trung ứng suất tại trục lắp khớp nối là do rãnh then và do lắp ghép có độ dôi
Tra bảng 10.11 với kiểu lắp k6.
• Ảnh hưởng của độ dôi:
• Ảnh hưởng của rãnh then:
Tra bảng 10.12 với σ b `0 (MPa) ta có:
Vậy trục đảm bảo độ an toàn về độ bền mỏi.
Chọn ổ lăn: Do trục không chịu ảnh hưởng của lực dọc trục nên ta chọn loại ổ bi đỡ 1 dãy.
Chọn sơ đồ kích thước ổ:
Với kích thước trục như hình và đường kính ngõng trục d = 16(mm), ta chọn được ổ lăn SKF 6203 với đường kính trong d = 17(mm), đường kính ngoài D = 40(mm), khả năng tải động C= 9,55(kN), khả năng tải tĩnh C 0 = 4,75 ( kN )
Ta chọn ổ của hãng SKF :
Hiện nay, các quá trình sản xuất các sản phẩm trong các ngành công nghiệp nói chung đều phát triển theo xu hướng tự động hóa ngày càng cao Để đảm bảo được quá trình sản xuất ổn định và nhanh chóng thì cần thiết phải có quá trình cung cấp phôi chính xác về vị trí trong không gian theo đúng nhịp (cấp đúng lúc) và liên tục theo chu trình hoạt động của dây chuyền một cách tin cậy Vì vậy, quá trình cấp phôi là một trong những yêu cầu cần thiết cần phải được nghiên cứu và giải quyết trong các hệ thống sản xuất tự động nhằm nâng cao năng suất lao động và chất lượng sản phẩm Hệ thống cấp phôi tự động phải cung cấp phôi một cách kịp thời, chính xác, đúng số lượng Là một cơ cấu cấp phôi, sản phẩm vào cho băng tải, sản phẩm xuất ra được chia đều, từng sản phẩm một và các sản phẩm đi ra cách nhau một khoảng thời gian nhất định sao cho phù hợp với năng suất và vận tốc băng tải Đóng vài trò quan trọng cho quá trình bắt đầu của hệ thống Ý nghĩa của hệ thống cấp phôi tự động: Biến những máy bán tự động thành máy tự động Dây chuyền sản xuất thành đường dây tự động Cải thiện điều kiện làm việc của công nhân, đặc biệt là trong môi trường độc hại, nhiệt độ cao, phôi có trọng lượng lớn… Trong hệ thống phân loại sản phẩm đang xét, phôi là những khối trụ có đường kính bằng nhau, sự khác nhau chủ yếu là ở chiều cao Trong đồ án này, em lựa chọn phương án cấp phôi tự động gián đoạn theo chu kỳ.
6 Hệ thống piston khí nén
Do yêu cầu làm việc cần xi lanh tác động nhanh, hành trình làm việc không lớn, cố định nên chọn xi lanh tác dụng hai chiều sử dụng trong hệ thống Xi lanh tác động hai chiều giúp hệ thống được điều khiển một cách hoàn toàn tự động và chính xác Xác định thông số kỹ thuật của xi lanh: hệ thống cấp phôi đẩy 1 phôi:
- Khối lượng lớn nhất của phôi : mmax = 5kg
- Hệ số ma sát giữa phôi và băng tải : f=0,3
- Hành trình làm việc cần thiết : H= 200mm
Ta xác định áp lực do piston tạo ra:
Áp suất trong khoang làm việc 6 bar
Áp suất khoang thoát khí tối thiểu 1,4 bar
à - hệ số hiệu dụng của xi lanh. Đa số xi lanh khí nén làm việc chịu tải trọng động Khi đó do tổn hao về ma sát, do có tính đàn hồi của khí nén khi chịu tải thay đổi, do sức ỳ của pít tông trước khi dịch chuyển, vỡ thế hệ số hiệu dụng giảm thường chọn à = 0,5.
Chọn sơ bộ áp suất làm việc của hệ thống là: p = 6 bar = 6.105 N/m2