CHẾ TẠO MÁY CHIẾT NHỚT

Hình 1.2: Tác dụng điền đầy và làm sạch của dầu nhớt•Tác dụng chống gỉ Ngoài ra, dầu nhớt còn có tác dụng chống gỉ kim loại khi bao bọc bề mặt các chi tiết kim loại trong động cơ bằng 1

MỤC LỤC

DANH SÁCH HÌNH VẼ VÀ BẢNG BIỂU 3

Chương 1: TỔNG QUAN 6

1.1 Giới thiệu chung 6

1.2 Các tiêu chuẩn của dầu nhớt 9

1.3 Giới thiệu một số hệ thống chiết nhớt 12

1.4 Đề xuất nhiệm vụ 14

Chương 2 : THIẾT KẾ ĐỘNG HỌC 16

2.1 Giới thiệu hệ thống chiết rót hoàn chỉnh 16

2.2 Phương án thiết kế 16

2.2.1 Khâu định hướng cấp phôi 16

2.2.2 Khâu định lượng 22

2.2.3 Khâu chiết rót 24

2.3 Sơ đồ động 29

2.3.1 Thiết kế động học cụm băng tải cụm rót 29

2.3.2 Thiết kế động học cụm chiết rót 31

Chương 3: THIẾT KẾ ĐỘNG LỰC HỌC 33

3.1 Thiết kế động lực học cụm chiết rót 33

3.2 Thiết kế động lực học cụm băng tải 41

3.2.1 Tính bền băng tải 41

3.2.2 Tính công suất động cơ kéo băng tải 45

3.3 Thiết kế cụm khung quay 47

Luận văn tốt nghiệp

3.4 Phân phối tỷ số truyền 53

3.5 Thiêt kế bộ truyền xích 55

Chương 4: THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN 60

4.1 Giới thiệu về cảm biến 60

4.2 Giới thiệu về PLC 61

4.3 Thiết kế chương trình điều khiển 63

Chương 5: BẢO DƯỠNG HỆ THỐNG 67

Chương 6: KẾT LUẬN 69

Chương 7: TÀI LIỆU THAM KHẢO 70

DANH SÁCH HÌNH VẼ VÀ BẢNG BIỂU

Hình 1.1: Tác dụng bôi trơn của dầu nhớt 7

Hình 1.2: Tác dụng điền đầy và làm sạch của dầu nhớt 8

Hình 1.3: Tác dụng chống gỉ của dầu nhớt 8

Hình 1.4: Hình chai nhớt Castrol 9

Hình 1.5: Hệ thống chiết 1 vòi phun 13

Hình 1.6: Hệ thống chiết 2 vòi phun 13

Hình 1.7: Hệ thống chiết 4 vòi phun 14

Hình 1.8: Hệ thống chiết 8 vòi phun 14

Hình 1.9: Kích thước chai nhớt 15

Hình 2.1: Hệ thống chiết rót hoàn chỉnh 16

Hình 2.2: Băng tải 1 phương án 1 16

Hình 2.3: Băng tải 2 phương án 1 17

Hình 2.4: Băng tải 3 phương án 1 19

Hình 2.5: Phương án 2 băng tải 1 20

Hình 2.6: Phương án 3, cơ cấu ống quay 21

Hình 2.7: Định lượng theo thời gian 22

Hình 2.8: Định lượng bằng xy lanh định lượng 23

Hình 2.9: Cơ cấu rót kiểu van xoay 24

Hình 2.10: Cơ cấu rót bình lường van trượt 27

Hình 2.11: Cơ cấu rót dùng xy lanh định lượng 28

Hình 2.12: Sơ đồ động cụm băng tải 31

Hình 3.1: Cấu tạo bơm piston Yuken A16 35

Hình 3.2 Thông số thủy lực bơm A16 Yuken 36

Hình 3.3: Sơ đồ thủy lực máy 37

Hình 3.4: Sơ đồ khí nén máy 38

Bảng 3.1: Hoạt động của nam châm ứng với quá trình rót 40

Hình 3.5: Hệ thống băng tải 41

Hình 3.6: Các lực tác dụng lên băng tải 42

Hình 3.7 Cơ cấu chấp hành khí nén P1D ISO 47

Hình 3.8: Thông số kỹ thuật của cơ cấu chấp hành khí nén P1D ISO 48

Hình 3.9: Xy lanh khí nén PK1-A 48

Hình 3.10: Cấu tạo động cơ bước 49

Hình 3.11: Động cơ bước 417-15-12 50

Hình 3.12: Thông số kỹ thuật của động cơ bước 417-15-12 51

Hình 3.13: Động cơ bước 5818L-04P 51

Hình 3.14: Thông số kỹ thuật động cơ bước 5818L-04P 52

Hình 4.1 Cảm biến quang - E3F2 60

Hình 4.2 Công tắc hành trình Z-15GW22-B 61

Hình 4.3 Bảng điều khiển bằng PLC 63

Hình 4.4: Sơ đồ giải thuật 64

Hình 4.5 Lệnh PLC 65

LỜI NÓI ĐẦU

Khoa học kỹ thuật ngày càng phát triển giúp ích cho sinh hoạt đời sống Hầu hếttrong các nhà máy công nghiệp hiện nay đều ứng dụng khoa học kỹ thuật tiên tiếnnhằm tăng năng suất, chất lượng sản phẩm được bảo đảm Muốn làm được điều đó cầnphải thực hiện tự động hóa, vì tự động hóa là phương án duy nhất nâng cao năng suất,chất lượng sản phẩm

Luận văn là một sản phẩm đánh dấu bước đầu trưởng thành của một sinh viên đểchuẩn bị trở thành kỹ sư tương lai, góp sức xây dựng đất nước

Luận văn được hoàn thành dưới sự hướng dẫn tận tình của các Thầy bộ mônThiết kế máy nói chung, và đặc biệt thầy Bùi Trọng Hiếu nói riêng Em xin cảm ơnkiến thức Thầy đã truyền đạt cho em trong suốt quá trình làm luận văn

Chương 1: TỔNG QUAN1.1 Giới thiệu chung

- Dầu nhớt là chất lỏng nhớt điền đầy các khoảng trống trong động cơ, có nhiệm

vụ làm giảm ma sát cho các bộ phận chuyển động và chống ăn mòn cho các chitiết của động cơ Dầu nhớt còn đóng vai trò môi trường tản nhiệt và lưu giữ cáchạt vụn kim loại kích thước cỡ micromet sinh ra do bào mòn các phần chuyểnđộng của động cơ, muội than do cháy nhiên liệu và các sản phẩm tạo ra do dầu

bị phân hủy, giúp làm sạch động cơ

Về cơ bản, dầu nhớt có những vai trò, tác dụng như sau:

•Tác dụng bôi trơn: Trước tiên, nhờ việc luân chuyển giữa pítông và lòng

xy lanh, dầu nhớt có tác dụng bôi trơn, giúp cho píttông di chuyển lênxuống 1 cách nhẹ nhàng , êm ái trong lòng xylanh

- Động cơ được cấu thành từ rất nhiều các chi tiết kim loại như pítông,trục cam, xupáp.Khi động cơ hoạt động, lực ma sát giữa các bộ phậnnày với nhau là rất lớn Khi đó, dầu nhớt sẽ có tác dụng làm giảmthiểu sự mài mòn kim loại nhờ việc hạn chế sự tiếp xúc trực tiếp giữacác chi tiết này với nhau

- Vậy có thể tóm lại rằng dầu nhớt có tác dụng bảo vệ động cơ khiđược luân chuyển tới mọi ngóc ngách của động cơ nhờ cơ cấu hoạtđộng của bơm dầu

Hình 1.1: Tác dụng bôi trơn của dầu nhớt

•Tác dụng làm mát Khi động cơ hoạt động, nhiệt lượng tỏa ra từ quá trình đốt cháy nhiên liệu là rất lớn Khi đó, nhờ quy trình luân chuyển liên tục, dầu nhớt sẽ có tác dụng giải nhiệt tránh cho động cơ bị

OverHeat hay bị cháy pítông

•Tác dụng gắn kín kẽ hở Tác dụng thứ 3 của dầu nhớt là làm kín kẽ hở giữa pítông và thành xy lanh để năng lượng sinh ra trong quá trình đốt cháy nhiên liệu không bị thất thoát ra ngoài

•Tác dụng làm sạch Quá trình đốt cháy nhiên liệu đương nhiên sẽ sản sinh ra muội đọng lại trong động cơ Và tác dụng tiếp theo của dầu nhớt chính là cuốn trôi và làm sạch số muội này

Hình 1.2: Tác dụng điền đầy và làm sạch của dầu nhớt

•Tác dụng chống gỉ Ngoài ra, dầu nhớt còn có tác dụng chống gỉ kim loại khi bao bọc bề mặt các chi tiết kim loại trong động cơ bằng 1 màng dầu mỏng

Hình 1.3: Tác dụng chống gỉ của dầu nhớt

o Chất phụ gia trong dầu nhớt :

•Nhằm nâng cao hơn những tính năng, tác dụng nói trên, dầu nhớt động

cơ còn được bổ sung thêm rất nhiều chất phụ gia khác Các chất phụ gianày có rất nhiều chủng loại khác nhau,dưới đây là một số loại tiêu biểu:

- Phụ gia làm sạch: có tác dụng chống đóng cặn cácbon hay muội Chất phụ gia này sẽ bao bọc các phần tử cácbon hay muội sinh ra trong quá trình đốt nhiên liệu và giữ ở trạng thái vô hại khi tách rời chúng phân tán và riêng rẽ trong dầu nhớt

- Phụ gia chống ăn mòn: tạo 1 lớp màng dầu trên bề mặt chi tiết kim loại, tránh cho chi tiết bị ăn mòn bởi hiện tượng ôxi hóa

- Phụ gia nâng cao trị số nhớt của dầu: có tác dụng ổn định độ nhớt của dầu, đảm bảo khả năng bôi trơn của dầu không bị ảnh hưởng bởi nhiệt độ

Hiện nay do nhu cầu về dầu nhớt rất lớn nên cần phải có hệ thống chiết nhớt tựđộng.Tùy theo năng suất yêu cầu cũng như các đặc tính của loại chất lỏng cần chiết ta

có các thiết bị chiết khác nhau

trường

Hình 1.4 là một trong những sản phẩm nhớt Castrol Power 1 đang có trên thị

Hình 1.4: Mẫu chai nhớt Castrol

1.2 Các tiêu chuẩn của dầu nhớt

- API (chữ viết tắt của American Petroleum Institute) đây là Hiệp hội dầu khí Hoa Kỳ.Cấp chất lượng của API cho động cơ chạy xăng là chữ “S” đầu ví dụ: SA, SB, SC,

SE, SF, SG, … cho đến cấp chất lượng SM (hiện tại chỉ có mỗi dầu nhớt dành cho

xe hơi mới có cấp chất lượng này (trong đó Castrol Magnatec với cấp chất lượngAPI SM hiện đang được phân phối rộng rãi bởi WASHPRO Vietnam ) Còn các dầunhớt thông dụng cho xe máy thường là SF và SG

- API cho động cơ diesel ký hiệu là chữ “C” đầu ví dụ: CA, CB, CC, CD, …

- Người ta vẫn thường gọi chỉ số này là Phẩm chất nhớt hay Cấp nhớt, cấp nhớt càngcao thì phụ gia càng nhiều và cao cấp, đáp ứng các yêu cầu khắc nghiệt của các chitiết máy xe đời mới

- JASO (chữ viết tắt của Japanese Automotive Standards Organization) đây là tổ chứcchứng nhận tiêu chuẩn ôtô của Nhật Bản Có nhiều tiêu chuẩn của JASO, tuy nhiênđối với loại xe 4 thì là JASO MA, còn xe 2 thì là JASO “FC”

- SAE (chữ viết tắt của Society of Automotive Engineers) là Hiệp hội kỹ sư tự độnghóa, để dễ hiểu thì các công ty dầu nhớt gắn liền với tiếng Việt cho dễ nhớ là “Độnhớt” Độ nhớt phân ra làm 2 loại: đơn cấp và đa cấp

Đơn cấp

- Thường chỉ có ký hiệu SAE 40, SAE 50 (vd Shell Advance 4T SAE 40) độ nhớtgiảm nhanh theo nhiệt độ dầu Ở môi trường Việt Nam hoàn toàn có thể sử dụng loạidầu này Tuy nhiên, khi máy còn nguội, dầu sẽ hơi đặc và không được bơm tốt lêncác chi tiết máy, khả năng giải nhiệt của loại dầu đơn cấp cũng rất kém

- Loại dầu này thường được dùng cho các loại động cơ 2 kỳ, máy cắt cỏ, máy nôngnghiệp, công nghiệp… hay để người sử dụng pha vào các phụ gia đặc biệt

* Đa cấp

- Ký hiệu SAE 20EW-40, SAE 15W-40): độ nhớt của dầu theo nhiệt độ ổn định hơn

so với dầu đơn cấp Hơn nữa, độ loãng của dầu vẫn đảm bảo dù nhiệt độ thấp, do đóviệc bơm dầu bôi trơn khi máy “nguội” sẽ tốt hơn…

- Độ nhớt đóng vai trò quan trọng trong tính chất của một loại dầu động cơ Nếu đánhgiá theo độ nhớt của SAE, dầu có chữ “W” là loại đa cấp, dùng trong tất cả các mùa

Hệ thống phân loại của SAE khá phức tạp, nó liên quan tới nhiều khái niệm khácnhau Tuy nhiên, có thể chỉ ra những yếu tố chính Đối với dầu đa cấp, sau chữ SAE

là tiền tố như 5W, 10W hay 15W, 20W

- Những số đứng trước chữ “W” (còn gọi là thông số đầu) dùng để chỉ khoảng nhiệt

độ mà loại dầu động cơ đó có độ nhớt đủ để khởi động xe lúc lạnh Để xác định

SVTH: Nguyễn Như Đức Vượng 10 GVHD: TS Bùi Trọng Hiếu

nhiệt độ khởi động theo ký tự này, chỉ cần lấy 30 trừ đi các số đó nhưng theo nhiệt

độ âm Ví dụ, dầu 10W sẽ khởi động tốt ở -20ºC, dầu 15W khởi động tốt ở -15ºC

- Các loại dầu động cơ ở các nước hàn đới thường là loại 5W, 10W, 15W nhưng đa sốcác sản phẩm ở Việt Nam chỉ là loại 10W, 15W hay 20W Mặc dù không có ý nghĩaquan trọng khi khởi động vì thời tiết ở Việt Nam thường không quá lạnh, nhưng đểđạt được các yêu cầu khởi động lạnh, các nhà sản xuất phải thêm vào các chất phụgia nên dầu có số càng nhỏ thì càng đắt Loại 10W, 15W và 20W có mức giá trungbình nên được các hãng dầu nhờn nhập về hoặc sản xuất ở Việt Nam

- Đứng sau chữ “W” ở loại dầu đa cấp có thể là chữ 40, 50 hoặc 60 Thông thường,

số càng to thì độ nhớt càng lớn và ngược lại

- Đây là ký hiệu độ nhớt tương đương khi ở nhiệt độ làm việc Ví dụ với nhớt 10W40,khi ở nhiệt độ thường thì khá loãng, tương đương dầu Sae 10, nhưng ở mặt tiếp xúccác chi tiết máycó nhiệt độ cao, thì nhớt sẽ kéo màng với độ nhớt tương đương dầuSae 40

 Phân loại dầu nhờn theo tiêu chuẩn API và ILSAC mới nhất 2011

 S : Ký tự dầu nhớt cho xe sử dụng động cơ XĂNG Phân loại phẩm cấp với thứ

tự tiến dần từ : SA, SB,SC, SD, SE, SF, SG, SH, SJ, SL,SM và mới nhất hiệnnay SN

- Từ cấp SA,SB,SC, SD, SE, SF, SG, SH đã lỗi thời (obsolete) , không khuyên dùng

- Cấp SJ dùng cho xe đời 2001 trở về trước

- Cấp SL dùng cho xe đời 2004 trở về trước

- Cấp SM dùng cho xe đời 2010 trở về trước

- Cấp SN cao nhất hiện nay bắt đầu từ tháng 10 năm 2010 thích hợp cho xeđời mới sử dụng động cơ xăng để ổn định nhiệt, bảo vệ piston không bịđóng cặn Cấp SN phù hợp với tiêu chuẩn ILSAC GF-5 nhằm hoàn thiệnviệc tiết kiệm nhiên liệu, bảo vệ hệ thống turbocharge, tương thích với hệthống kiểm soát khí thải và bảo vệ động cơ sử dụng nhiên liệu có chứaethanol đến E85

 C : Ký tự dầu nhớt cho xe sử dụng động cơ DIESEL

Phân loại phẩm cấp với thứ tự tiến dần từ :

- CA,CB,CC,CD,CE,CF,CF-4,CG-4,CH-4,CI-4 và mới nhất hiện nay CJ-4

- Từ cấp CA, CB, CC, CD, CE,CF,CF-2,CF4, CG-4 đã lỗi thời (obsolete) ,không khuyên dùng

- Cấp CH-4 dùng cho xe Diesel đời 1985-1998

- Cấp CI-4, CI-4 plus dầu nhớt dùng cho xe Diesel đời 2004 trở về trước và

có thể thay thế CD,CE, CF-4,CH-4

- Cấp CJ-4 dầu nhớt phẩm cấp cao nhất hiện nay, khuyên dùng cho xe sửdụng động cơ Diesel đời mới 2010 dùng cho động cơ Diesel 4 thì tốc độ cao,hoạt động đường dài , đạt tiêu chuẩn khí thải kể cả động cơ đời củ Loạidầu nhớt này được công thức đạt tiêu chuẩn nhiên liệu Diesel chứa lưuhuỳnh (Sulfur ) đến 0,05%

- Tuy nhiên khi dùng loại dầu nhớt cao cấp CJ-4 thì nên sử dụng dầuDiesel không chứa quá 0,0015% (S) lưu huỳnh, vì lưu huỳnh sẽ ảnh hưởngtrực tiếp đến hệ thống khí thải và thời gian thay nhớt

- Lưu ý :Xe đời cũ khuyên dùng dầu nhớt gốc tổng hợp và có tiêu chuẩn APIcao, nhưng xe đời mới không nên dùng dầu nhớt cấp thấp

• PHÂN LOẠI DẦU NHỚT THEO TIÊU CHUẨN ILSAC CHO XE VẬN TẢI NẶNG, XE HÀNH KHÁCH

- Tiêu chuẩn mới nhất của Úc là ILSAC ( International Legal ServicesAdvisory Council) đươc áp dụng cho động cơ xăng đời mới kể cả động cơ củdùng dầu nhớt theo tiêu chuẩn củ

- GF-5 Giới thiệu từ 10/2010 bắt đầu sử dụng cho xe đời từ 2011 và cả xe củ.Thiết kế để cải tiến việc bảo vệ pittông không bị đóng cặn và động cơ bị tăngnhiệt độ , kiểm soát nghiêm ngặt việc tạo bùn, hoàn thiện hơn việc tiết kiệmnhiên liệu, tăng cường việc kiểm soát khí thải

- GF-4 , GF-3, GF-2, GF-1 Đã lổi thời và được thay thế bởi tiêu chuẩn GF-5

1.3 Giới thiệu một số hệ thống chiết nhớt

Trên thị trường hiện nay có nhiều hệ thống chiết nhớt tự động trong đó có các

hệ thống sau: Xem hình 1.2, 1.3, 1.4, 1.5

Hình 1.5 Hệ thống chiết 1 vòi phun (thùng lớn)

Hình 1.6 Hệ thống chiết 2 vòi phun

Hình 1.7 Hệ thống chiết 4 vòi phun

Hình 1.8 Hệ thống chiết 8 vòi phun

1.4 Đề xuất nhiệm vụ

Yêu cầu kỹ thuật của hệ thống chiết nhớt tự động:

- Năng suất : 2400 chai/ giờ

- Dung tích chai là 1 lít

- Kích thước chai: xem hình 1.6

Chương 2 : THIẾT KẾ ĐỘNG HỌC

2.1 Giới thiệu hệ thống chiết rót hoàn chỉnh

Hình 2.1 Hệ thống chiết rót hoàn chỉnh

Vì thời gian thực hiện luận văn có hạn, sinh viên chọn khâu 1,2 là hệ thống định

hướng chai và hệ thống chiết rót để thực hiện

Hệ thống đóng nắp chai (3)

Hệ thống đóng chai vào thùng (4)

Hình 2.2: Băng tải 1 của phương án 1

- Khi trạng thái đầu chai tròn đi trước thì sẽ được gác lên thanh đỡ nhằmtạo moment xoay trở ngược lại, còn trạng đít chai đi trước, do trọnglượng tập trung phần dưới nên sẽ được đi thẳng xuống và được băng tảitải đi sang dây chuyền khác.

b) Tách từ hai trạng thái thành một trạng thái

Nguyên lý:

- Dùng con lăn có đường kính là d=20mm để tách hai đầu của chai

- Trước tiên ta dùng hai thanh chắn để dẫn hướng các chai cho đúnghướng, và có khoảng cách hợp lý sau đó nhờ vào gia tốc và lực của băngtải để đẩy chai qua, lực này nhờ vào quán tính tạo ra do vận tốc của băngtải và gờ băng tải có tác dụng đẩy chai qua vị trí con lăn Nhờ có con lănd=20 nên sẽ tách 2 trạng thái qua hai bên

- Dùng hệ thống thêm hai thanh dẫn hướng để tách hẳn hai trạng thái sanghai bên của băng tải sau đó nhờ thêm hai băng tải chạy ngược chiều đểlấy một trạng thái duy nhất dẫn sang hệ thống chiết

- Ưu điểm: lợi dụng khoảng cách giữa hai nắp chai nên cơ cấu đơn giản,

dễ chế tạo và lắp ráp, chi phí vận chuyển và bảo trì thấp.sử dụng vật liệurẻ

- Nhược điểm: băng tải phải yêu cầu có độ bền cao, vận tốc hợp lý đểtránh hiện tượng băng tải bị đùn lên, thời gian định hướng lâu

c) Đưa chai trạng thái nằm thành trạng thái đứng

Hình 2.4 Băng tải 3 của phương án 1

- Nguyên lý: sử dụng hai thanh giữ để chuyển từ trạng thái nghiêng sangtrạng thái đứng

- Sau khi phôi đi qua băng tải sẽ được dựng nghiêng nhờ hai thanhnghiêng,sau đó băng tải di chuyển giúp phôi chuyển trạng thái từnghiêng sang đứng Hai thanh giữ giúp cho phôi không bị nghiêng đổkhi di chuyển trên băng tải

của băng tải để nhận biết trạng thái của chai rồi dùng hệ 2 cánh tay robot lật chai tuần tự để về một trạng thái duy nhất phù hợp yêu cầu.

A

B A-A

Hình 2.5: Băng tải 1 của phương án 2

b) Đưa chai trạng thái nằm thành trạng thái đứng

- Phần này ta làm giống như phần c) đã trình bày ở trên

- Ưu điểm: đơn giản, dễ chế tạo

B B

Hình 2.6: Phương án 3- cơ cấu khung quay

- Phần này ta có thể dùng một cơ cầu có thể xoay phôi quanh 2 trục để có thể nhanh chóng chuyển 4 trạng thái phôi về chỉ 1 trạng thái phôi

- Việc quay phôi quanh 2 trục được đảm bảm bởi 2 động cơ chuyển động riêngbiệt và hoàn toàn không phụ thuộc vào nhau, động cơ 1 nối với khung bằng dâyđai, động cơ 2 nối với một dĩa quay tròn Cảm biến quang sẽ nhận diện phôiđang ở trạng thái nào để tùy vào đó mà xoay phôi theo trục x, trục z hoặc cả x

và z, hay đơn giản là chỉ đưa phôi vào-ra

- Ưu điểm: định hướng chính xác và nhanh chóng

- Nhược điểm: chế tạo và lắp ráp phức tạp

2.2.1.3.2 Đưa chai từ trạng thái nằm thành trạng thái đứng

- Giống như băng tải 3 của phương án 1

 Phương án 1: Định lượng theo thời gian

Hình 2.7 Định lượng theo thời gian

1 Van phân phối, 2 Vòi phun, 3 Van, 4 thùng chứa dầu

- Hoạt động : khi các chai đã được định vị, van phân phối mở để dầuthông từ bình chứa dầu sang vòi phun chảy xuống chai Khi đủ thời gianyêu cầu là t giây, van phân phối sẽ đóng lại và chai di chuyển tiếp

- Ưu điểm : kết cấu, điều khiển đơn giản

- Nhược điểm : do mức dầu trong bình chứa thay đổi liên tục, dẫn đến tốc

độ dòng chảy từ bình chứa sang chai cũng thay đổi, vì thế độ chính xáckhông cao, năng suất thấp

 Phương án 2: Định lượng bằng công tắc hành trình và xy lanh định lượng

65

4

1 2 3

Hình 2.8 Định lượng bằng xy lanh định lượng

1 Khoang định lượng, 2 Vòi dẫn , 3 Xy lanh định lượng có công tắc

hành trình, 4 Vòi phun 5 Van khóa 6 Thùng chứa dầu

- Hoạt động: Khi các chai đã được định vị, van phân phối mở để dầu thông

từ thùng chứa dầu sang xy lanh định lượng, khi công tắc hành trình dướiđược kích hoạt (tức là đã định lượng đủ lượng nhớt cần thiết) thì nhớt sẽđược đưa sang vòi phun và chiết vào chai Khi công tắc hành trình trênđược kích hoạt (tức là chai đã được chiết đầy) van phân phối và vòi phun

sẽ đóng lại và chai di chuyển tiếp

- Ưu điểm: Định lượng chính xác

- Nhược điểm: Kết cấu, điều khiển phức tạp hơn so với phương án 1

=> Vậy sinh viên chọn phương án 2: Định lượng bằng công tắc hành trình và xy lanhđịnh lượng

2.2.3 Khâu chiết rót

- Chiết rót là ta làm thế nào đó để rót dòng chất lỏng (ở đây là nhớt) vàotrong chai ở trên băng tải Chai phải được rót đầy, chính xác về thể tíchnhớt, nhớt không chảy ra ngoài

2.2.3.1 Phương án 1: Cơ cấu rót kiểu van xoay

- Cơ cấu rót kiểu van xoay là một trong các cơ cấu đơn giản nhất, nó gồm cóbình lường có chia vạch, van ba ngã, ống thông hơi có thể dịch chuyển lênxuống được, ống nối để nạp đầy bình lường và ống để rót thể tích đã đinhlượng vào bao bì chứa

- Thể tích chất lỏng đi vào trong bình lường phụ thuộc vào vị trí đầu bêndưới của ống thông

Hình 2.9: Cơ cấu rót kiểu van xoay

- Ở vị trí nạp, nút van ba ngã xoay nối ống dẫn chất lỏng trong bình chứachảy vào bình lường, đẩy không khí trong bình ra qua ống thông hơi Khiđầu dưới của ống ngập dưới mực chất lỏng thì không khí không thoát rađược nữa, chất lỏng dâng lên cao hơn miệng ống một đoạn nhỏ, rồi dừnglại Khoảng dâng cao hơn miệng ống thông hơi phụ thuộc vào mực chấtlỏng ở trong thùng chứa Khi đó áp suất không khí trong bình bị nén tới ápsuất bằng với áp suất chất lỏng có độ sâu tính từ mặt thoáng trong thùngchứa và mặt thoáng trong bình lường, chất lỏng không chảy vào bình lườngđược nũa Chất lỏng trong ống thông hơi sẽ dâng lên và theo quy tắc bìnhthông nhau đến bằng mực chất lỏng ở trong thùng chứa.

- Ðể tháo chất lỏng vào bao bì chứa, xoay van ba ngã tới vị trí tháo Chấtlỏng trong bình định lượng sẽ theo ống dẫn chảy xuống bao bì chứa bêndưới

- Thể tích chất lỏng trong bình có thể điều chỉnh bằng cách nâng hoặc hạ ốngthông hơi xuống.Tùy theo cách quay van mà những máy dùng cơ cấu rótnày thuộc loại quay tay, bán tự động và tự động Chất lỏng chảy ra càngnhanh thì năng suất máy càng lớn

- Cơ cấu rót có bình lường và van trượt được dùng trong ngành sữa, rượu,rượu vang, và trong nhiều lãnh vực công nghiêp thực phẩm khác để rót sảnphẩm thực phẩm lỏng ít nhớt.

- Trong thùng rót có bình lường, đáy bình vặn chặt với van trượt Phần bêntrên của van trượt rỗng còn phần bên dưới đặc Bên phần rỗng của vantrượt có lỗ Van trượt di chuyển lên xuống được bên trong một ống lót lắp

cố định dưới đáy thùng Ống lót có lỗ nối với ống dẫn sản phẩm vào bao bì

- Một lò xo lắp ở đáy bình chứa luôn luôn giữ cho van trượt ở vị trí thấpnhất Khi đó miệng của bình lường nằm bên dưới mặt thoáng chât lỏngtrong bình chứa Khi nâng van trượt lên một khoảng (chu kỳ rót) thì bìnhlường chứa chất lỏng được đưa lên cao hơn mặt thoáng trong bình chứa,đồng thời xảy ra sự trùng khít các lỗ của van trượt và ống lót, nhờ đó chấtlỏng ở trong bình lường chảy vào vào bao bì chứa Sau khi chảy hết chấtlỏng thì bình lường được hạ xuống, chất lỏng lại chảy vào đầy bình lường

và chu trình làm việc sẽ lặp lại

- Lượng chất lỏng chảy vào trong bao bì bằng thể tích của bình lường, do đókhi cần thay đổi định lượng phải thay đổi bình lường khác có thể tích thíchhợp

Hình 2.10: Cơ cấu rót có bình lường-van trượt

Hình 2.11: Cơ cấu rót dùng thủy lực và xy lanh định lượngChất lỏng được đi vào từ bên trái, van trượt được kéo lên nhờ xy lanh thủy lực,

để cho phần bên trái có lỗ thông tiếp xúc với ống chứa chất lỏng, chất lỏng được hútvào nhờ pittong trong xy lanh định lượng đi xuống ( cũng nhờ xy lanh thủy lực), chấtlỏng được định lượng đúng lượng cần rót, sau đó van trượt được đẩy xuống, khóa lỗthông bên trái và mở lỗ thông bên phải, đồng thời pittong trong xy lanh định lượng đilên để đẩy chất lỏng đi vào vòi chiết

• Ưu điểm: Định lượng chính xác, năng suất tốt, áp dụng được cho chất lỏng có

độ nhớt cao như nhớt

• Nhược điểm: Chế tạo phức tạp

2.3.1 Thiết kế động học cụm băng tải cụm rót

- Cho bình sát nhau và khoảng cách từ đầu bình này đến đầu bình kia là 0,12m

- Năng suất là 2400 bình/giờ tức là 40 bình/phút

- Vậy vận tốc dài của băng tải:

V = M×s = 40 binh

phut ×0,10 met

bin h

chọn 18 (mét/phút) để bù trừ thời gian định vị chai

V: vận tốc dài của tang dẫn băng tải (mét/phút) M: số bình cần chiết trong 1 phút (bình/phút) s: khoảng cách giữa 2 bình (mét/bình)

- Chọn sơ bộ đường kính tang dẫn là d=0,12m

- Vậy vận tốc vòng của tang dẫn là:

v = π dn

1000 => n = 1000 v = 47, 75(vòng/phút) (2.2)

π d

v: vận tốc dài của tang dẫn băng tải (mét/phút)

D: đường kính tang dẫn (mm)

- Chọn động cơ có tốc độ là 1400 (vòng/phút)

- Vậy tỷ số truyền của cả hệ thống truyền động là

u = ndc d

= 1400 = 29,32 47,75

Hình 2.12 Sơ đồ động cụm băng tải1: Động cơ 5,6: Cặp bánh răng cấp chậm

3,4: Cặp bánh răng cấp nhanh 8: Băng tải

2.3.2 Thiết kế động học cụm chiết rót

- Yêu cầu bài toán là 2400 bình/giờ

- Đường kính miệng bình chiết là φ 40

D=

Ta chọn đầu chiết có thông số:

Cần chiết 1 lít nhớt vào bình, như vậy thời gian chiết sẽ là 2 giây

- Như vậy thời gian phân bố như sau:

Thời gian bình đi vào và ra khỏi hệ thống chiết 10 giâyThời gian bình được chiết đầy: 2 giây

-Đối với 1 đầu chiết thì 12 giây xong 1 bình, 1 giờ sẽ được 300 bình, trong khinăng suất yêu cầu là 2400 bình/giờ Vậy số đầu chiết là: 1200

= 8 (vòi) 240

Chương 3: THIẾT KẾ ĐỘNG LỰC HỌC

3.1 Thiết kế động lực học cụm chiết rót

- Lưu lượng thực tế cần đầu ra là Q1 = 31,2 lít/phút

- Vận tốc bơm là n = 1455 vòng/phút

- Chọn vận tốc ra v1 = 540mm/s, và vận tốc của pittong đẩy nhớt v2 = 21,6mm/s

- Lưu lượng pittông đẩy nhớt là Q2 = Q1 = 31, 2 (l/phút) (1)

v =h =41, 6 = 20, 8(mm / s)

3

(3.4)

- Trên thị trường hiện nay có rất nhiều loại bơm: bơm bánh răng, bơm trụcvis, bơm piston, bơm cánh gạt… Mỗi loại bơm có ưu điểm và nhược điểmriêng Khi lựa chọn bơm sẽ có các yêu cầu cho việc lựa chọn một loại bơmthích hợp cho việc thiết kế như: áp suất tối đa, lưu lượng tối đa, phương thứcđiều khiển, tốc độ bơm, hiệu suất, giá thành…Căn cứ vào một số yêu cầu, tachọn bơm cho máy chiết là bơm bánh piston:

- Áp suất làm việc tối đa của máy đang thiết kế là 28 bar, trong khi áp suất tối

đa của bơm piston loại tốt lên đến hơn 500 bar

- Lưu lượng tối đa của hệ thống thủy lực đang thiết kế là 19,14/ph, trong đó lưu lượng bơm của bơm piston lên đến 200 lít/ph

- Kích thước của bơm bánh răng là khá nhỏ Kết cấu đơn giản

- Được sử dụng dụng rộng rãi trên thị trường hiện nay

Hình 3.1: Cấu tạo bơm piston Yuken A16

Hình 3.2 Thông số thủy lực bơm A16 Yuken