ĐỒ án NGÀNH cơ điện tử đề tài THIẾT kế, CHẾ tạo GIÀN PHƠI THÔNG MINH

 Tìm hiểu thị trường giàn phơi thông minh hiện nay, từ đó đề xuất ý tưởng cảitiến và yêu cầu thiết kế, chế tạo giàn phơi thông minh.. TÓM TẮT NỘI DUNG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆPNội dung của Đồ án

THIẾT KẾ, CHẾ TẠO GIÀN PHƠI THÔNG MINH

Sinh viên thực hiện:

Giáo viên hướng dẫn:

PHIẾU GIAO NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

1 Thông tin về nhóm sinh viên

Họ và tên sinh viên:

Điện thoại liên lạc: 0964 – 810 – 699 Email: lecongvinh06@gmail.com

Đồ án tốt nghiệp được thực hiện tại: Bộ môn Cơ sở Thiết kế máy và Robot, trường Đại học Bách Khoa Hà Nội

Thời gian làm ĐATN: từ ngày 11/ 01/ 2016 đến 10/ 06/ 2016

Thiết kế, chế tạo giàn phơi thông minh

 Tìm hiểu thị trường giàn phơi thông minh hiện nay, từ đó đề xuất ý tưởng cảitiến và yêu cầu thiết kế, chế tạo giàn phơi thông minh

 Thiết kế hệ thống dẫn động cho giàn phơi thông minh

 Tính toán, lựa chọn các kết cấu cơ khí cho giàn phơi thông minh

 Thiết kế hệ thống điều khiển giàn phơi thông minh

Nhóm sinh viên thực hiện Đồ án tốt nghiệp - Lê Công Vinh, Nguyễn TiếnDiện, Lâm Quyết Thắng – cam kết ĐATN là công trình nghiên cứu của bản thânnhóm thực hiện dưới sự hướng dẫn của ThS Hoàng Văn Bạo

Các kết quả nêu trong ĐATN là trung thực, không phải là sao chép toàn văncủa bất kỳ công trình nào khác

Hà Nội, ngày tháng năm 2016

Nhóm Tác giả ĐATN

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN

Giáo viên hướng dẫn

ThS Hoàng Văn Bạo

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI

BẢN NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN

Tên đề tài:

Giáo viên phản biện:

1 Nội dung thiết kế tốt nghiệp:

2 Nhận xét của giáo viên phản biện:

Giáo viên phản biện

TÓM TẮT NỘI DUNG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

Nội dung của Đồ án tốt nghiệp được thực hiện dựa trên các nhiệm vụ chính như sau:

 Nhiệm vụ 1: Tìm hiểu về thị trường giàn phơi thông minh hiện nay, từ đó đề

xuất ý tưởng cải tiến và yêu cầu thiết kế, chế tạo giàn phơi thông minh

Thông qua việc tìm hiểu, nguyên cứu về thị trường giàn phơi hiện nay, cụ thể

là đi sâu tìm hiểu về nhu cầu thị trường, tìm hiểu các loại giàn phơi hiện có trên thịtrường hiện nay Từ đó, khoanh vùng thị trường nhắm đến là các hộ gia đình trongcác khu chung cư, các khu dân cư, tòa nhà cao tầng, nơi có diện tích sinh hoạtkhông nhiều và nhu cầu tối ưu diện tích là rất cần thiết Dựa vào việc tìm hiểu mà đềxuất ý tưởng cải tiến các loại giàn phơi hiện tại trở nên thông minh hơn, thuận tiêncho người sử dụng và chi phí chế tạo ở mức hợp lý, đồng thời đưa ra yêu cầu cụ thểcho quá trình thiết kế, chế tạo giàn phơi thông minh Nội dung cụ thể của nhiệm vụ

này được trình bày cụ thể trong Chương 1: TỔNG QUAN.

 Nhiệm vụ 2: Thiết kế hệ thống cơ khí cho giàn phơi thông minh.

Từ ý tưởng cải tiến đã được đề xuất và yêu cầu thiết kế, chế tạo, chúng ta sẽtiến hành thiết kế hệ thống cơ khí cho giàn phơi thông minh, một phần vô cùng quantrọng, là xương sống cho toàn bộ Đồ án tốt nghiệp Ở đây, ta phải lên sơ đồ hệ dẫnđộng giàn phơi, tính toán, thiết kế và lựa chọn động cơ, bộ truyền Trục vít – Bánhvít, tang cuốn, cáp, v v Toàn bộ nội dung của nhiệm vụ này được trình bày

 Nhiệm vụ 3: Thiết kế hệ thống điều khiển cho giàn phơi thông minh.

Để thực sự là một giàn phơi thông minh, thiết kế hệ thống điều khiển chogiàn phơi là điều tất yếu Với các yêu cầu như khi trời mưa thì màn che tự động hạxuống che chắn quần áo khỏi ướt, khi hết mưa thì tự động kéo lên Đồng thời, giànphơi thông minh được cài đặt sẵn hai chế độ, một dành cho người lớn, một cái khácthì dành cho trẻ em, tạo thuận tiện cho quá trình phơi quần áo Toàn bộ phần thiết kế

hệ thống điều khển sẽ nằm ở Chương 3: THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN.

 Nhiệm vụ 4: Chế tạo giàn phơi thông minh

Từ những nhiệm vụ trên, chúng ta sẽ thu được những thông tin cần thiết để

có thể tiến đến bước cuối cùng là tạo nên sản phẩm thực Ở nhiệm vụ này, sẽ được

trình bày một cách khái quát ở Chương 4: CHẾ TẠO GIÀN PHƠI THÔNG

MINH.

MỤC LỤC

LỜI CẢM ƠN 11

LỜI MỞ ĐẦU 12

Chương 1: TỔNG QUAN 13

1.1 Giời thiệu về giàn phơi 13

1.2 Các loại giàn phơi hiện nay 15

1.2.1 Giàn phơi quay tay 16

1.2.2 Giàn phơi bấm điện 17

1.2.3 Giàn phơi điều khiển từ xa 18

1.3 Đề xuất cải tiến hệ thống giàn phơi thông minh 19

1.4 Yêu cầu thiết kế, chế tạo giàn phơi thông minh 22

Chương 2: THIẾT KẾ HỆ THỐNG CƠ KHÍ 23

2.1 Thiết kế hệ dẫn động khung phơi 23

2.1.1 Tính chọn cáp 24

2.1.1.1 Cấu tạo 24

2.1.1.2 Phân loại 24

2.1.1.3 Lựa chọn loại cáp 24

2.1.1.4 Tính toán thông số cáp 24

2.1.2 Tính chọn tang cuốn 28

2.1.2.1 Khái niệm 28

2.1.2.2 Phân loại 28

2.1.2.3 Lựa chọn loại tang cuốn 28

2.1.2.4 Tính toán thông số Tang 29

2.1.2.5 Cố định đầu cáp lên tang 32

2.1.3 Tính chọn động cơ 32

2.1.3.1 Động cơ điện 32

2.1.3.2 Các loại động cơ điện 33

2.1.3.3 Công suất cần thiết trên trục tang 35

2.1.3.4 Xác định hiệu suất chung của toàn hệ thống 35

2.1.3.5 Xác định công suất yêu cầu trên trục động cơ 37

2.1.3.6 Xác định vận tốc quay của trục tang 37

2.1.3.7 Xác định vận tốc quay cần thiết của động cơ 37

2.1.3.8 Chọn động cơ điện 37

2.1.4 Lựa chọn bộ truyền 38

2.1.4.1 Khái niệm 38

2.1.4.2 Phân loại 38

2.1.4.3 Truyền động trục vít – bánh vít 38

2.1.4.4 Các dạng hỏng của bộ truyền trục vít 39

2.1.4.5 Lựa chọn 40

2.2 Thiết kế hệ dẫn động bạt che 41

2.2.1 Lựa chọn bạt che 41

2.2.2 Tính chọn động cơ 41

2.2.2.1 Công suất cần thiết trên trục bạt che 41

2.2.2.2 Xác định hiệu suất chung của toàn hệ thống 42

2.2.2.3 Xác định công suất yêu cầu trên trục động cơ 42

2.2.2.4 Chọn động cơ điện 43

2.2.3 Tính chọn trục quấn bạt 43

2.2.3.1 Chọn vật liệu 43

2.2.3.2 Tính thiết kế trục 43

2.2.4 Tính chọn ổ bi 49

2.2.4.1 Khái niệm 49

2.2.4.2 Cấu tạo 49

2.2.4.3 Chọn loại ổ lăn 50

2.2.4.4 Chọn sơ bộ kích thước ổ lăn 50

2.2.4.5 Tính kiểm nghiệm khả năng tải của ổ 50

2.3 Lựa chọn thanh xếp 52

Chương 3: THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN 53

3.1 Sơ đồ khối hệ thống điều khiển 53

3.2 Giới thiệu về sensor và các động cơ dùng trong hệ thống 55

3.2.1 Sensor 55

3.2.2 Cảm biến mưa 55

3.2.3 Động cơ một chiều DC 57

3.2.4 Encoder 61

3.2.5 Động cơ bước (Step) 62

3.3 Tổng quan về vi điều khiển STM32, biên dịch và nạp Code vào vi điều khiển 65 3.3.1 Sơ lược về STM32 65

3.3.2 Ứng dụng STM32 66

3.3.3 Tính năng nổi bật 66

3.3.4 Khái quát về vi điều khiển STM32F103C8T6 68

3.4 Trình biên dịch cho vi điều khiển KEILC 4, FLASH LOADER 70

3.5 Sơ đồ các mạch thiết kế thực hiện trong đề tài 78

3.5.1 Khối nguồn nuôi vi xử lý 78

3.5.2 Khối IC L298 đảo chiều 78

3.5.3 Khối vi xử lý 80

3.5.4 Khối hiển thị LCD 81

3.6 Mạch in 81

3.7 Kết quả đạt được 82

Chương 4: CHẾ TẠO GIÀN PHƠI THÔNG MINH 83

4.1 Chế tạo khung phơi 83

4.1.1 Khung thép V 83

4.1.2 Khung thép hộp 84

4.1.3 Thanh phơi 84

4.1.4 Thanh xếp 85

4.2 Chế tạo bạt che 86

4.3 Lắp ghép giàn phơi hoàn chỉnh 86

KẾT LUẬN 87

PHỤ LỤC 88

TÀI LIỆU THAM KHẢO 104

DANH MỤC HÌNH

đến sơ bộ năm 2014

2.6 Tang cuốn cáp 32

SVTH: Trang 8

2.7 Cố định đầu cáp lên tang 32

3.15 Hiệu suất 65

1 LỜI CẢM ƠN

Để hoàn thành được đồ án tốt nghiệp chúng em đã phải vượt qua bao nhiêu khókhăn và thử thách Trên chặng đường ấy, nhờ có sự động viên của thầy cô, bạn bè,gia đình cùng với sự tạo điều kiện tốt nhất từ phía nhà trường, chúng em mới có thể

đi đến đích như ngày hôm này Chúng em thật sự thấy biết ơn và muốn xin gửi lờicảm ơn tới tất cả mọi người, những người đã ủng hộ, giúp đỡ chúng em trên conđường hoàn thiện Đồ án tốt nghiệp này

Chúng em xin chân thành cảm ơn trường Đại học Bách Khoa Hà Nội, Viện Cơkhí, Bộ môn Cơ sở Thiết kế máy và Robot cùng các thầy cô đã dạy dỗ, quan tâm,giúp đỡ, ủng hộ và tạo điều kiện cho chúng em trong những năm học tập tại trường.Chúng em xin đặc biệt gửi lời cảm ơn đến thầy giáo ThS Hoàng Văn Bạo,người thầy đã luôn tận tâm hướng dẫn, giúp đỡ và đặc biệt hơn cả là luôn động viênchúng em, tiếp thêm động lực cho chúng em hoàn thiện Đồ án tốt nghiệp này

Chúng em cũng vô cùng biết ơn Bộ môn Cơ sở Thiết kế máy và Robot, cùngcác thầy giáo trong bộ môn đã luôn tận tâm, nhiệt tình giảng dạy chúng em trongnhững năm tháng ở giảng đường Đại học

Chúng em xin chân thành cảm ơn!

Hà Nội, ngày tháng năm 2016

Nhóm Tác giả ĐATN

2 LỜI MỞ ĐẦU

Ngày nay với dự phát triển của khoa học kỹ thuật, cũng như nhu cầu đòi hỏi conngười càng cao trong nhiều lĩnh vực của đời sống xã hội Trong đó có nhu cầu vềcuộc sống tiện nghi, thông minh Điều này đã thôi thúc những nhà thiết kế, chế tạo

ra những sản phẩm đáp ứng những tiệng nghi, thông minh đó Một trong số đó cần

kể tới là giàn phơi thông minh Với các nước phát triển thì nó được sử dụng rất

rộng rãi và phổ biến, còn ở các nước đang phát triển trong đó có Việt Nam thì đang

có xu hướng tìm cho mình tiện nghi thông minh đó Mặt khác với sự phát triển hiệnđại của các khu nhà hay các khu chung cư với điện tích không lớn lắm không gian

đa số còn hạn chế vì thế mà việc nhỏ gọn mà vẫn đáp ứng được yêu cầu là rất cầnthiết nhất là các khu chung cư Vì vậy việc có một giàn phơi thông minh sẽ khôngchiếm diện tích của ban công hoặc là những nơi ban công rất nhỏ cũng có thể lắpđặt được giàn phơi thông minh ngoài ra nó còn giúp ta thoát khỏi những rắc rốitrong việc phơi quần áo như việc điều chỉnh các mức độ cao tiện lợi cho các độ tuổi

sử dụng, tích hợp thêm cơ cấu bạt che tự động, đèn sưởi, quạt… giúp việc phơi quần

áo dễ dàng, tiện lợi, bảo vệ quần áo khỏi tác động của thời tiết như mưa, độ ẩm caogiúp quàn mau khô hơn

Trên nhu cầu và thị trường rộng mở đó chúng em đã bắt tay vào nghiên cứu

thiết kế, chế tạo giàn phơi thông minh Và trong Đồ án tốt nghiệp này, chúng em sẽ

trình bày về quá trình nghiên cứu thiết kế, chế tạo giàn phơi thông minh

Cụ thể là, chúng em sẽ bắt đầu từ việc phân tích thị trường giàn phơi thôngminh Sau đó, đề xuất ý tưởng cải tiến giàn phơi thông minh Từ ý tưởng này chúng

em bắt tay vào thiết kế hệ thống cơ khí, hệ thống điều khiển và cuối chế tạo giànphơi thông minh này Những nội dung trên sẽ được trình bầy cụ thể trong đồ án.Trong quá trình thiết kế, chế tạo chắc chắn chúng em sẽ không tránh khỏinhững sai sót Chúng em rất mong nhận được những đóng góp quý báu của thầy cô

để hoàn thiện hơn nữa đồ án của mình

Chúng em xin chân thành cảm ơn!

1 Chương 1: TỔNG QUAN

1.1 Giời thiệu về giàn phơi

Trong bối cảnh xã hội Việt Nam ngày nay, sự bùng nổ về dân số và đời sốngngười dân ngày càng tăng lên đã tạo nên những thách thức mới trong cuộc sống.Theo số liệu thống kê của Tổng cục thống kê Việt Nam [1], ta có số liệu về dân sốthành thị cả nước từ năm 1995 đến sơ bộ năm 2014 (hình 1), dân số thành thị HàNội từ năm 1995 đến sơ bộ năm 2014 (hình 2) và dân số thành thị Thành phố HồChí Minh từ năm 1995 đến sơ bộ năm 2014 (hình 3) Dựa vào những số liệu này, ta

có thể thấy được rằng, dân số thành thị trên cả nước và dân số thành thị ở các thànhphố lớn đang ngày càng tăng lên và chưa hề có dấu hiệu của việc sụt giảm

Hình 1.1 Dân số thành thị cả nước từ năm 1995 đến sơ bộ năm 2014

Hình 1.2 Dân số thành thị Hà Nội từ năm 1995 đến sơ bộ năm 2014

Hình 1.3 Dân số thành thị Thành phố Hồ Chí Minh từ năm 1995

đến sơ bộ năm 2014

Mâu thuẫn ở đây chính là dân số ngày càng tăng lên mà diện tích đất thì cốđịnh, nó không thể tăng lên theo sự tăng dân số này Chính vì vậy, các tòa nhà caotầng, các khu chung cư hình thành để giải quyết mâu thuẫn này Chỉ ước tính trênđịa bàn Thủ đô Hà Nội thì đã có khoảng trên 20 chung cư và dự án chung cư đangtriển khai Ta có thể kể ra một vài cái tên ở đây như: Times City, Royal City,Vincom Bà Triệu, Imperia Sky Garden - 423 Minh Khai, D’ Le Pont D’or - 36Hoàng Cầu, v v

Hình 1.4 Khu chung cư Times City Hình 1.5 Khu chung cư Royal City

Các tòa nhà chung cư xuất hiện ngày càng nhiều, giúp cho người dân cóthêm nơi cư trú Nhưng cũng chính từ đây mà kéo theo không ít các vấn đề, đặc biệt

là trong sinh hoạt cá nhân Vì không gian sinh hoạt của một căn hộ chung cư khôngphải là nhiều, với một gia đình căn bản của Việt Nam gồm 4 thành viên thì phải tậndụng không gian thật hiệu quả mới có thể sinh hoạt một cách tốt được Những hoạt

động sinh hoạt cá nhân, đặc biệt là việc phơi quần áo đã trở thành một trong nhữngvấn đề khó khăn đối với nhiều hộ gia đình Họ tận dụng tốt đa không gian để thựchiện việc này, nhưng xem như có vẻ không hiệu quả lắm Ta có thể thấy cảnh ngườidân ở các khu chung cư phơi quần áo như thể nào ở Hình 6 Không gian sinh hoạt bịchiếm khá lớn cho việc phơi quần áo, tạo ra khung cảnh xấu cho khu đô thị Chưa

kể nhiều hộ gia đình còn không có cả nơi để phơi quần áo, họ phải phơi ở nhữngchỗ tạm bợ (Hình 7), nơi ít gió và ánh sáng, điều này làm cho quần áo trở nên ẩmmốc và gây khó chịu cho người mặc

Hình 1.6 Khung cảnh phơi quần áo khu Hình 1.7 Cảnh phơi quần áo tạm bợ

chung cư

Trước vấn đề cấp thiết đó và với tiềm năng lớn của nhu cầu thị trường, sảnphẩm giàn phơi quần áo đã được ra đời để phục vụ cho nhu cầu của cuộc sống Vớicuộc sống ngày càng hiện đại, đời sống của con người ngày được nâng lên mà sảnphẩm giời phơi cũng đã ngày càng được cải tiến và nâng cấp thành nhiều loại khácnhau Sau đây chúng ta sẽ tìm hiểu về các loại giàn phơi hiện có trên thị trường

1.2 Các loại giàn phơi hiện nay

Trên thị trường hiện nay có 3 loại giàn phơi chủ yếu: giàn phơi quay tay, giànphơi bấm điện và giàn phơi điều khiển từ xa Chúng ta sẽ cùng tìm hiểu 3 loại giànphơi này trong phần sau, cùng tìm hiểu ưu và nhược điểm của mỗi loại

1.2.1 Giàn phơi quay tay

Hình 1.8 Giàn phơi quay tay

 Kết cấu đơn giản và dễ chế tạo nhất trong các loại giàn phơi

 Giá thành rẻ nhất trong các loại giàn phơi Giá trung bình của một bộ giànphơi loại này rơi vào khoảng 1,5 triệu đồng

Đây là sản phẩm được sử dụng rộng rãi nhất trên thị trường vì nó đáp ứngđược những yêu cầu cơ bản nhất của người sử dụng đồng thời giá thành rẻ là yếu tốảnh hưởng nhất đến việc nhiều người sử dụng sản phẩm này

1.2.2 Giàn phơi bấm điện

Hình 1.9 Giàn phơi bấm điện

 Vận hành dễ dàng, nhanh tróng nhờ sử dụng động cơ điện Có thể nâng thanh phơi lên, xuống hoặc dừng giữa trừng

 Nhược điểm:

 Dễ giao động khi bị gió tác động do thanh phơi chỉ được giữ bởi hai sợi cáp

Với giá thành rơi vào khoảng 4 đến 5 triệu đồng, đồng thời kết cấu khá đơngiản, vận hành dễ dàng nên giàn phơi bấm điện cũng tương đối phổ biến trên thịtrường nhưng vẫn không bằng giàn phơi quay tay

1.2.3 Giàn phơi điều khiển từ xa

Hình 1.10 Giàn phơi điều khiển từ xa

 Sử dụng nhiều thanh phơi cỏ thể dùng để phơi quần áo và phơi chăn màn

 Nhược điểm:

 Giá thành cao Giá thành của bộ sản phẩm này rơi vào khoảng từ 9 đến 15triệu

 Sử dụng động cơ điện không có encoder, nên tạo cữ cho thanh phơi phải

sử dụng kết cấu cơ khí phức tạp

Loại giàn phơi này được xem là loại giàn phơi cao cấp nhất trên thị trườnghiện nay Nó đem lại rất nhiều tính năng hữu ích cho người sử dụng Tuy nhiên, vìgiá thành quá cao nên vẫn chưa được nhiều người sử dụng

1.3 Đề xuất cải tiến hệ thống giàn phơi thông minh

Dựa trên những tìm hiểu về các hệ thống giàn phơi hiện có trên thị trường,chúng em đưa ra ý tưởng để cái tiến giàn phơi thông minh như sau:

Hình 1.11 Ý tưởng cải tiến giàn phơi thông minh

Với tiêu chí, tận dụng tối đa các Module có sẵn trên thị trường để giúp giảmgiá thành sản phẩm, tận dụng các ưu điểm và khắc phục các nhược điểm của cácloại giàn phơi có sẵn trên thị trường Chúng em đề xuất ý tưởng cải tiến giàn phơithông minh với những phần chính như sau:

1 Khung gá

Hình 1.12 Khung gá của giàn phơi thông minh

2 Thanh xếp

Hình 1.13 Thanh xếp

3 Trục cuốn bạt che nằm trên hai ổ bi liền gối

Hình 1.14 Trục cuốn bạt che nằm trên hai ổ bi liền gối

4 Thanh phơi

Hình 1.15 Thanh phơi quần áo

Nguyên lý hoạt động của giàn phơi thông minh như sau:

Hệ thống thanh xếp mang thanh phơi được nâng hạ nhờ hệ thống dây cápđược cuốn trên tang và được dẫn động bởi một động cơ Steps Thông qua mạch điềukhiển động cơ ta có thể cài đặt ba độ cao hoạt động cho thanh phơi, bao gồm: vị trí

để người lớn treo quần áo, vị trí để trẻ em treo quần áo và vị trí phơi Tùy thuộc vàongười sử dụng mà ta lựa chọn vị trí mong muốn

Khi trời mưa, cảm biến mưa trên giàn phơi sẽ nhận tín hiệu, điều khiển động

cơ quấn bạt che, hạ bạt che xuống, che chắn cho quần áo tránh khỏi nước mưa hắtvào làm ướt quần áo Khi hết mưa, bề mặt cảm biến mưa khô, bạt che sẽ được điềukhiển để tự động quấn lên, quần áo tiếp tục được phơi

Những cải tiến mà ý tưởng đề xuất đem lại:

 Tận dụng tối đa các kết cấu có sẵn trên thi trường như thanh xếp của loại giàn phơi điều khiển từ xa, làm giảm giá thành chế tạo

 Sử dụng thanh xếp, tránh xảy ra dao động thanh phơi dưới tác dụng của gió

 Có thể chủ động bảo vệ quần áo khi trời mưa xảy ra thông qua bạt che

 Toàn bộ thành phần được gắn lên khung gá giàn phơi tạo thuận tiện tối đa cho quá trình lắp đặt giàn phơi

 Sử dụng động cơ có Encoder để truyền động, cho phép người sử dụng có thể

1.4 Yêu cầu thiết kế, chế tạo giàn phơi thông minh

Từ ý tưởng thiết kế đã được đề ra và việc khảo sát thực tế các loại giàn phơi cómặt trên thị trường, ta đề ra yêu cầu thiết kế, chế tạo cho giàn phơi thông minh Vớitiêu chí tính toàn cho trường hợp lớn nhất có thể, để có thể sử dụng thiết kế đó chocác không gian lắp đặt và yêu cầu sử dụng khác nhau, ta đề ra yêu cầu thiết kế, chếtạo giàn phơi thông minh như sau:

 Yêu cầu thiết kế, chế tạo khung phơi

Thông số yêu cầu

Thông số Kí hiệu Đơn vị Giá trị Ghi chú

 Yêu cầu thiết kế, chế tạo bạt che Thông số yêu cầu

Thông số Kí hiệu Đơn vị Giá trị Ghi chú

2 Chương 2: THIẾT KẾ HỆ THỐNG CƠ KHÍ

2.1 Thiết kế hệ dẫn động khung phơi

Thông số yêu cầu

Thông số Kí hiệu Đơn vị Giá trị Ghi chú

Sơ đồ hệ dẫn động khung phơi

Hình 2.1 Sơ đồ dẫn động khung phơi Động

cơ được nối với bộ truyền trục vít thông qua khớp nối Trục

vít được gá lên 1 cặp ổ lăn

Tang cuốn được gá trên 1 cặp ổ trượt

2.1.1 Tính chọn cáp

2.1.1.1 Cấu tạo

Dây là bộ phận quan trọng trong máy nâng, trong đó cáp thép bện là loại dâyđược sử dụng rộng rãi Thực tế thường sử dụng cáp bện kép: Các sợi thép con đượcbện lại với nhau thành tao (dánh), sau đó các tao được bện liền với nhau quanh lõi

để tạo thành sợ cáp

2.1.1.2 Phân loại

 Theo cấu tạo:

 Cáp bện đơn, nếu được bện trực tiếp từ các sợi thép

 Cáp bên kép, được hình thành từ những tao cáp (cáp bện đơn) bằng

phương pháp bện

 Theo tính chất tiếp xúc:

 Cáp tiếp xúc điểm: nếu các sợi thép trong cáp tiếp xúc nhau theo điểm

 Cáp tiếp xúc đường: nếu các sợi thép trong cáp tiếp xúc nhau theo đường

 Theo chiều bện:

 Cáp bện xuôi: khi chiều bện của các lớp sợi và tao cáp là như nhau

 Cáp bện chéo: khi chiều bện của các lớp sợi và tao cáp là ngược nhau

Hình 2.2 Các loại cáp thép 2.1.1.3 Lựa chọn loại cáp

Thông qua quá trình tìm hiểu giàn phơi thông minh, nhận thấy tính phổ biến

của loại cáp với lõi sợi thép được sử dụng nhiều trong việc nâng hạ thanh

phơi, nên chúng em quyết định lựa chọn loại cáp này để tính toán

2.1.1.4 Tính toán thông số cáp

Trong quá trình làm việc, các sợi thép trong cáp chịu lực phức tạp gồm kéo,uốn, xoắn, dập…trong đó kéo là chủ yếu Để tính chọn cáp sử dụng công thức kinhnghiệm sau:

Trong đó:

Tuy nhiên, do cơ cấu nâng hạ tương đối nhẹ, cáp được chọn có kích thướcnhỏ nên không thể tính chọn cáp qua lực kéo đứt cho phép, nên chúng ta sẽ tínhchọn cáp qua đường kính cáp nhỏ nhất

Tham khảo tài liệu [2], ta có:

Đường kính cáp nhỏ nhất được xác định theo công thức sau:

Tham khảo tài liệu [3], ta có Bảng hệ số như sau:

Bảng 2.1 Bảng hệ số kinh nghiệm đối với lực kéo đứt nhỏ nhất

Đối với loại cáp, với lõi sợi thép, ta có hệ số

là giới hạn bền kéo nhỏ nhất của sợi dùng bện cáp, MpaGiới hạn bền kéo nhỏ nhất của sợi dùng bện cáp do nhà sản xuất quy định

Nó có bốn giá trị thường được sử dụng là và Với loại cáp đã chọn ta có:

là hệ số an toàn thực tế nhỏ nhất

Hệ số được chọn qua nhóm chế độ làm việc của cơ cấu được cho trong Bảng2.2 và Bảng 2.3