(Đồ án tốt nghiệp) thiết kế máy gắp vận chuyển kính và chế tạo mô hình thu nhỏ

Hiện tại ở nước ta có gần 10 nhà máy sản xuất kính theo công nghệ kéo ngang với công suất khoảng 700 tấn /ngày, 03 nhà máy sản xuất kính nổi với hệ thống thiết bị hiện đại của Nhật Bản,

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

Người hướng dẫn: PGS.TS LƯU ĐỨC BÌNH

Sinh viên thực hiện: TRẦN VĂN TIẾN

ĐẶNG QUANG KHÁNH

Đà Nẵng, 2019

Họ và tên SV : Đặng Quang Khánh Mã SV: 101150078

Họ và tên SV : Trần Văn Tiến Mã SV: 101150101

GV hướng dẫn: PGS.TS Lưu Đức Bình

Nội dung ĐATN bao gồm các vấn đề sau:

Nhu cầu thực tế của đề tài :

Hiện nay, nhu cầu về kính cường lực đang dần phát triển ở nước ta, kính cường lực có rất nhiều loại nhưng chủ yếu đa số đều là rất nặng, lớn, cồng kềnh, trơn, khi bị rơi hoặc có lực va chạm từ góc kính có thể gây vỡ, nổ kính, gây nguy hiểm đến công nhân làm việc, nên vấn đề di chuyển kính ra xe để vận chuyển đưa đi các nơi là một vấn

đề rất lớn Việc di chuyển kính ra giá đỡ đưa lên xe vận chuyển là một việc rất tốn sức lực, tốn thời gian và đòi hỏi sự cẩn thận của công nhân, nên cần thiết phải có một hệ thống gắp kính đưa lên giá đỡ để di chuyển ra xe vận chuyển kính Hệ thống gắp kính

có thể thay thế sức người, giảm thiểu khản năng rơi vỡ kính tránh gây nguy hiểm cho công nhân, nâng cao năng suất Có máy gắp kinh công nhân chỉ cần sử dụng xe nâng di chuyển giá đỡ kính đem lên xe và vận chuyển đi, đơn giản và đỡ tốn thời gian hơn nhiều

Trước thực trạng đó để đáp ứng nhu cầu sử dụng của xã hội nói chung và ngành nhôm kính nói riêng, với sự nhất trí cho phép của Khoa cơ khí và thầy giáo hướng dẫn

em xin Thiết kế máy gắp vận chuyển kính và chế tạo mô hình thu nhỏ làm đề tài tốt

nghiệp

Phạm vi nghiên cứu của đề tài tốt nghiệp: Thiết kế máy gắp vận chuyển kính và chế

tạo mô hình thu nhỏ

Nội dung đề tài đã thực hiện :

Kết quả đã đạt được:

Phần lý thuyết :

1: Tìm hiểu về kính xây dựng và quy trình sản xuất kính

2: Thiết kế máy gắp – Vận chuyển kính

DUT-LRCC

5: Tính toán các thông số kỹ thuật chính của cơ cấu giá đỡ kính 6: Thiết kế băng tải

7: Thiết kế cơ cấu gắp bằng chân không

8: Lắp đặt, vận hành và bảo dưỡng máy

9: Thiết kế chế tạo mô hình thu nhỏ

10: Kết luận

Đà Nẵng, ngày tháng 12 năm 2019

Sinh viên thực hiện

Đặng Quang Khánh Trần Văn Tiến

DUT-LRCC

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

KHOA CƠ KHÍ

Độc lập Tự do - Hạnh phúc

NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

1 Tên đề tài đồ án:

Thiết kế máy gắp vận chuyển kính và chế tạo mô hình thu nhỏ

2 Đề tài thuộc diện: ☐ Có ký kết thỏa thuận sở hữu trí tuệ đối với kết quả thực hiện

3 Các số liệu và dữ liệu ban đầu:

- Năng suất:

- Các số liệu tự chọn trên yêu cầu thực tế

4 Nội dung các phần thuyết minh và tính toán:

6: Thiết kế băng tải

7: Thiết kế cơ cấu gắp bằng chân không

8: Lắp đặt, vận hành và bảo dưỡng máy

9: Thiết kế chế tạo mô hình thu nhỏ

10: Kết luận

02 Trần Văn Tiến

b Phần riêng:

DUT-LRCC

LỜI NÓI ĐẦU

Trong thời đại ngày nay, ngành cơ khí nói chung và ngành cơ khí chế tạo máy nói riêng là một trong những ngành quan trọng Để đáp ứng nhu cầu khoa học kỹ thuật nói chung và ngành cơ khí nói riêng thì người kỹ sư cơ khí là rất cần thiết đối với một nước công nghiệp phát triển

Hiện nay, nhu cầu về kính cường lực đang dần phát triển ở nước ta, kính cường lực có rất nhiều loại nhưng chủ yếu đa số đều là rất nặng, lớn, cồng kềnh, trơn, khi bị rơi hoặc có lực va chạm từ góc kính có thể gây vỡ, nổ kính, gây nguy hiểm đến công nhân làm việc, nên vấn đề di chuyển kính ra xe để vận chuyển đưa đi các nơi là một vấn

đề rất lớn Việc di chuyển kính ra giá đỡ đưa lên xe vận chuyển là một việc rất tốn sức lực, tốn thời gian và đòi hỏi sự cẩn thận của công nhân, nên cần thiết phải có một hệ thống gắp kính đưa lên giá đỡ để di chuyển ra xe vận chuyển kính Hệ thống gắp kính

có thể thay thế sức người, giảm thiểu khản năng rơi vỡ kính tránh gây nguy hiểm cho công nhân, nâng cao năng suất Có máy gắp kinh công nhân chỉ cần sử dụng xe nâng di chuyển giá đỡ kính đem lên xe và vận chuyển đi, đơn giản và đỡ tốn thời gian hơn nhiều

Trước thực trạng đó để đáp ứng nhu cầu sử dụng của xã hội nói chung và ngành nhôm kính nói riêng, với sự nhất trí cho phép của Khoa cơ khí và thầy giáo hướng dẫn

em xin Thiết kế máy gắp vận chuyển kính và chế tạo mô hình thu nhỏ làm đề tài tốt

nghiệp

Em hy vọng với đề tài này sẽ giúp em kiểm tra lại kiến thức đã học được và trang

bị thêm kiến thức để làm nền tảng cho em sau này

Đây là lần đầu tiên em thiết kế đề tài có kiến thức tổng hợp khá rộng Trong thời gian thiết kế em đã cố gắng vận dụng những kiến thức đã học vào nhiệm vụ thiết kế của mình Tuy đã rất cố gắng nhưng việc mắc sai sót trong quá trình làm đồ án là khó tránh khỏi, kính mong sự chỉ dẫn thêm của các quý thầy cô, bạn bè

Cuối cùng em xin chân thành cảm ơn thầy giáo hướng dẫn PGS.TS Lưu Đức Bình

và quý thầy cô đã tận tình giúp đỡ em hoàn thành đồ án tốt nghiệp này

Đà Nẵng, ngày tháng 12 năm 2019

Sinh viên thực hiện

Đăng Quang Khánh Trần Văn Tiến

DUT-LRCC

LỜI CAM ĐOAN

Trong muôn vàn các phát minh sáng chế khoa học về các loại máy trong công nghiệp, mỗi người sáng chế lại có một cách thực hiện hay cải tiến để không bị trùng lặp các ý tưởng trước đó

Trên tinh thần đó, nhóm chúng em gồm Đặng Quang Khánh và Trần Văn Tiến

đã thực hiện đề tài “Thiết kế máy gắp vận chuyển kính và chế tạo mô hình thu

nhỏ” trên cơ sở nhu cầu trên thị trường Mặc dù đây là đề tài mới nhưng chúng em đã

cố gắng cải thiện máy với bộ điều khiển đơn giản mà ai cũng có thể sử dụng và đã áp dụng được rất nhiều kiến thức đã học vào máy như các bộ truyền động: xích, đai, băng tải, vít me, đai ốc…và cơ cấu cam, cơ cấu 4 khâu bản lề

Trong đề tài tốt nghiệp chúng em cam đoan tự làm 100% dưới sự góp ý giúp đỡ trực tiêp từ thầy PGS.TS Lưu Đức Bình, không có sự copy từ bất kỳ đề tài nào có sẵn trước đây

Với đề tài thiết kế chế tạo “Thiết kế máy gắp vận chuyển kính và chế tạo mô

hình thu nhỏ” chúng em cam đoan tự thiết kế, tự làm, nếu có sự tranh chấp chúng em

xin chịu hoàn toàn trách nhiệm

Đà Nẵng, ngày tháng 12 năm 2019 Sinh viên thực hiện

Trần Văn Tiến Đặng Quang Khánh

DUT-LRCC

MỤC LỤC

LỜI NÓI ĐẦU 1

LỜI CAM ĐOAN 2

MỤC LỤC 3

Chương 1: TÌM HIỂU VỀ KÍNH XÂY DỰNG VÀ QUY TRÌNH SẢN XUẤT KÍNH 6

1.1 NGÀNH SẢN XUẤT KÍNH CƯỜNG LỰC HIỆN NAY 6

1.1.1 Tình hình sản xuất kính xây dựng tại Việt Nam 6

1.1.2 Hiện trạng sử dụng kính xây dựng ở nước ta hiện nay: 7

1.1.3 Quy trình sản xuất kính dán: 8

Chương 2: THIẾT KẾ MÁY GẮP – VẬN CHUYỂN KÍNH 14

2.1 Mục đích thiết kế: 14

2.2 Lựa chọn phương án thiết kế: 14

2.2.1 Phương án 1: 14

2.2.2 Phương án 2: 16

2.2.3 Phương án 3: 16

Chương 3: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CÁC THÔNG SỐ KỸ THUẬT CHÍNH CỦA MÁY 18

3.1 Tính chọn động cơ và phân phối tỉ số truyền: 18

3.1.1 Tính chọn động cơ: 18

3.1.2 Phân phối tỷ số truyền: 20

3.2 Thiết kế các bộ truyền hộp giảm tốc: 24

3.2.1 Thiết kế bộ truyền cấp chậm: 25

3.2.2 Thiết kế bộ truyền cấp nhanh: 28

3.3 Thiết kế bộ truyền xích: 28

3.4 Thiết kế cơ cấu gắp bằng khớp quay 4 khâu bản lề: 30

3.5 Thiết kế bộ truyền xích cho cơ cấu ghắp: 33

Chương 4: THIẾT KẾ TRỤC, GỐI ĐỠ TRỤC, NGHIỆM BỀN THEN 35

4.1 Thiết kế trục: 35

4.1.1 Chọn vật liệu: 35

4.1.2 Tính sơ bộ đường kính trục: 35

4.1.3 Tính gần đúng trục: 36

4.1.4 Sơ đồ phác họa hộp giảm tốc: 36

4.2 Tính chính xác trục: 46

DUT-LRCC

4.3 Thiết kế gối đỡ trục: 54

4.3.1 Đối với trục 1: 55

4.3.2 Đối với trục 2: 55

4.3.3 Đối với trục 3: 56

4.3.4 Đối với trục 4: 56

4.3.5 Đối với trục chính: 57

4.3.6 Đối với ổ nối giá khâu bản lề: 57

4.4 Nghiệm bền then: 58

4.4.1 Đối với trục 1: 59

4.4.2 Đối với trục 2: 59

4.4.3 Đối với trục 3: 60

4.4.4 Đối với trục 4: 60

Chương 5: TÍNH TOÁN CÁC THÔNG SỐ KỸ THUẬT CHÍNH CỦA CƠ CẤU GIÁ ĐỠ KÍNH 61

5.1 Tính toán cơ cấu giá trượt: 61

5.1.1 Chọn bánh xe và ray: 61

5.1.2 Tải trọng lên bánh xe: 61

5.1.3 Động cơ điện: 62

CHƯƠNG 6: THIẾT KẾ BĂNG TẢI 66

6.1 Yêu cầu kĩ thuật: 66

6.2 Các phương án thiết kế: 66

6.2.1 Phương án 1: 66

6.2.2 Phương án 2: 66

6.2.3 Phương án 3: 67

6.2.4 Phương án 4: 67

6.3 Các phương án truyền động: 67

6.3.1 Truyền động đai 67

6.3.2 Truyền động bánh răng: 68

6.3.3 Truyền động xích: 69

6.3.4 Chọn phương án thiết kế: 69

6.3.5 Tính chiều dài dây băng tải: 70

6.3.6 Tính toán công suất động cơ: 71

6.3.7 Tính toán các thông số: 73

6.3.8 Tính toán bộ truyền đai: 74

6.3.9 Lực vòng: 75

6.3.10 Lực căng trên các nhánh của băng tải: 76

DUT-LRCC

6.3.11 Lực kéo lớn nhất: 76

Chương 7: THIẾT KẾ CƠ CẤU GẮP BẰNG CHÂN KHÔNG 77

7.1 Các số liệu ban đầu: 77

7.2 Tính toán lực hút 77

7.3 Danh mục phụ tùng thay thế chính và mô tả chức năng 78

7.4 Ưu điểm của thiết kế: 79

Chương 8: LẮP ĐẶT, VẬN HÀNH VÀ BẢO DƯỠNG MÁY 81

8.1 Yêu cầu về lắp đặt máy: 81

8.2 Yêu cầu về vận hành máy: 81

8.3 Yêu cầu bảo dưỡng máy: 81

Chương 9: THIẾT KẾ CHẾ TẠO MÔ HÌNH THU NHỎ 83

9.1 Các thông số và kích thước thiết kế mô hình thu nhỏ: 83

9.2 Sơ đồ mô hình thu nhỏ: 83

9.3 Mô hình hệ thống thu nhỏ và mạch điều khiển: 84

CHƯƠNG 10: KẾT LUẬN 96

10.1 Kết quả: 96

10.2 Hướng phát triển: 96

TÀI LIỆU THAM KHẢO 97

DUT-LRCC

Chương 1: TÌM HIỂU VỀ KÍNH XÂY DỰNG VÀ QUY TRÌNH SẢN

XUẤT KÍNH

1.1 NGÀNH SẢN XUẤT KÍNH CƯỜNG LỰC HIỆN NAY

1.1.1 Tình hình sản xuất kính xây dựng tại Việt Nam

Việt Nam là nước có tiềm năng to lớn trong việc phát triển sản xuất và gia công kính xây dựng Có nguồn nguyên liệu rất phong phú như cát trắng thạch anh, đá vôi, đôlômit, pecmatit thuận lợi cho việc phát triển công nghiệp sản xuất thủy tinh nói chung và kính xây dựng nói riêng

Là một nước đầu tư phát triển công nghiệp sản xuất kính muộn, nhưng chúng ta

đã nhanh chóng tiếp cận được công nghệ sản xuất kính tiên tiến trên thế giới, sản xuất kính phẳng bằng công nghệ kính nổi tiên tiến nhất hiện nay Hiện tại ở nước ta có gần

10 nhà máy sản xuất kính theo công nghệ kéo ngang với công suất khoảng 700 tấn /ngày,

03 nhà máy sản xuất kính nổi với hệ thống thiết bị hiện đại của Nhật Bản, Trung Quốc, với công nghệ tiên tiến có tổng suất 1350 tấn/ ngày

Để đáp ứng nhu cầu các sản phẩm sau kính cho thị trường xây dựng hàng chục nhà máy gia công kính đã đầu tư thiết bị và công nghệ tiên tiến của các nước phát Khi các nhà máy sản xuất các sản phẩm sau kính ra đời nó đã cung cấp nhiều loại sản phẩm

có nhiều tính năng khác nhau phục vụ cho công việc hoàn thiện, trang trí nội, ngoại thất, được nhiều người tiêu dùng trong nước ưa chuộng và được xuất khẩu ra nhiều nước trên thế giới

Sản phẩm của các nhà máy gia công sau kính đều rất đa dạng, nhiều mẫu mã, kiểu dáng khác nhau và luôn được đổi mới nhằm đáp ứng nhu cầu ngày càng cao và đa dạng của thị trường như: các sản phẩm phục vụ kính trang trí nội, ngoại thất, các kính tôi nhiệt an toàn, kính dán nhiều lớp, kính bảo ôn, kính phản quang, kính mờ, gạch kính, kính gương soi.v.v

Hình 1.1: Nhà làm bằng kính

Hình 1.2: Cầu thang kính

1.1.2 Hiện trạng sử dụng kính xây dựng ở nước ta hiện nay:

DUT-LRCC

Mặc dù trong những năm qua, các nhà đầu tư đã tích cực đầu tư sản xuất kính bằng công nghệ tiên tiến, thiết bị hiện đại từ các nước phát triển; đã cung cấp cho thị trường nhiều chủng loại sản phẩn có chất lượng cao, có nhiều tính năng ưu việt, song nhu cầu của thị trường là rất đa dạng và phong phú vì thế mà hàng năm rất nhiều loại sản phẩm kính cao cấp, kính có tính năng đặc biệt, kể cả kính thông thường vẫn còn phải nhập từ nước ngoài để phục vụ nhu cầu xây dựng trong nước

Có thể chia nhu cầu sử dụng kính xây dựng thành 3 nhóm:

- Nhóm thứ nhất, nhóm các nhà sử dụng các loại sản phẩm kính xây dựng thông

thường nhóm này sử dụng kính chủ yếu có độ dầy từ 2- 8 ly, có các tính năng khác bình thường dùng vào trang trí nội thất, làm cửa sổ, làm vách ngăn bình thường cho các công trình xây dựng dân dụng và công nghiệp Nhóm khách hàng này số lượng rất lớn và cũng tiêu thụ khối lượng chủ yếu kính xây dựng tại Việt Nam hiện nay Loại kính này chủ yếu do các nhà sản xuất kính trong nước cung cấp, số còn lại nhập từ Trung Quốc, Inđônexia

- Nhóm thứ hai, nhóm các nhà sử dụng các loại sản phẩm sau kính, tức là các nhà

máy gia công kính mua sản phẩm kính từ các nhà máy kính nổi về để gia công thành sản phẩm sau kính như: kính tôi an toàn, kính dán nhiều lớp, kính bảo ôn, gương kính, kính uốn cong, kính mờ.v.v để cung cấp cho khách hàng thì đa số nhập từ nước ngoài, trong nước chỉ sử dụng được một số chủng loại kính sản xuất của nhà máy Kính nổi Việt Nam

- Nhóm thứ ba, nhóm các nhà sử dụng các sản phẩm kính có chất lượng cao, có các

tính năng đặc biệt đặt trực tiếp từ nước ngoài Trong giai đoạn hiện nay số lượng khách hàng nhóm này ngày một gia tăng, sử dụng lượng kính tương đối lớn phục vụ cho những cao ốc văn phòng, trung tâm thương mại, nhà ga sân bay, nhà hàng, khách sạn cao cấp.v.v

1.1.3 Quy trình sản xuất kính dán:

- Khái niệm kính dán:

Kính dán hay còn được gọi là kính an toàn gồm từ 2 lớp kính trở lên được dán

lại với nhau bằng keo hoặc lớp phim PVB Ngày nay, do những hạn chế của keo nên các nhà sản xuất chủ yếu dùng công nghệ phim dán PVB phim dán PVB là một lớp màng mỏng trong suốt hoặc có màu Độ dày của lớp phim này tối thiểu là 0,38 mm Lớp phim PVB có nhiệm vụ gắn 2 hoặc nhiều lớp kính lại với nhau để tăng độ dày và tính an toàn cho tấm kính Khi bị vỡ, kính dán sẽ không tạo thành các mảnh vỡ sắc nhọn mà sẽ dính chặt vào lớp màng PVB

Ngày nay để tăng thêm tính an toàn cho loại kính này Các lớp kính trước khi dán

có thể được tôi để tăng ứng suất chịu nén cho bề mặt tấm kính

DUT-LRCC

Để tăng hiệu quả tiết kiệm năng lượng, có thể sử dụng kính phản quang dán với kính thường hoặc kính tôi để giảm tác động của tia hồng ngoại và cực tím từ ánh nắng mặt trời

- Quy trình sản suất kính dán:

Bước 1: Kính tấm nguyên khổ được đưa qua máy cắt để cắt theo quy cách đơn

đặt hàng Sau khi đã được cắt theo yêu cầu, kính sẽ được đưa qua thiết bị rửa và sấy khô

để xử lý sạch hai bề mặt kính

Bước 2: Các tấm kính sau khi đã được làm sạch ở Bước 1, chúng sẽ được chuyển

sáng máy rửa một lần nữa và lần này được rửa bằng hệ thống nước rửa tinh khiết Hệ thống rửa nước tinh khiết gồm hai công đoạn rửa là: Rửa bằng nước lạnh và sau đó được rửa bằng nước nóng Những tấm kính sau khi qua hệ thống rửa bằng nước tinh khiết được đưa qua hệ thống sấy khô tự động và sẽ được chuyển qua buồng ghép kính sau khi

đã xử lý sạch hai bề mặt kính

Bước 3: Tấm kính thứ nhất được đưa lên bàn định vị sau đó tấm Film PVB được

phủ lên bề mặt kính và được cắt bằng kích thước của tấm kính

Bước 4: Tấm kính thứ hai sau khi thực hiện như ở Bước 1 và Bước 2 sẽ được

đưa vào các bàn định vị và được úp lên tấm thứ nhất vừa được phủ Film PVB ở Bước 3

để hai tấm kính được kết dính tạm thời với nhau

Bước 5: Các tấm kính được ghép ở Bước 4 sẽ được đưa qua hệ thống ép tự động

bằng các trục rulô để ép hai tấm kính dính lại với nhau, sau đó được hút chân không nhằm tránh được bọt khí giữa hai tấm kính

Bước 6: Các sản phẩm kính hoàn chỉnh qua 05 công đoạn sẽ được cho qua hệ

thống ép tự động bằng các trụ rulô một lần nữa, sau đó sẽ hấp lần 01 ở nhiệt độ 1400C nhằm giúp các tấm kính dính chặt với nhau hơn và sẽ được chuyển sang vị trí kệ chờ gia nhiệt

Bước 7: Các kệ đựng kính sẽ được đưa vào hệ thống nén và gia nhiệt ở nhiệt độ

1600C trong thời gian khoảng 3 giờ tùy thuộc vào độ dày các tấm kính, sau khi đạt tới nhiệt độ quy định thì được làm nguội bằng không khí một cách đồng đều và kính

sẽ được đưa ra khỏi hệ thống nén và gia nhiệt

Bước 8: Sản phẩm kính hoàn chỉnh qua 07 công đoạn trên sẽ được tiến hành kiểm tra lại nghiêm ngặt trước khi nhập kho thành phẩm Những sản phẩm không đạt yêu cầu

kỹ thuật sẽ bị loại bỏ

Sau khi hoàn thành 8 bước trên, ta có được sản phẩm kính ghép hoàn thiện

a Quy trình sản xuất kính Low-E:

DUT-LRCC

Giới thiệu kính Low-E:

Kính Low-E là loại kính được phủ lên bề mặt một loại hợp chất đặc biệt giúp

kính có tính năng phát xạ nhiệt chậm, làm giảm sự phát tán, hấp thụ nhiệt lượng chậm

và làm chậm quá trình truyền tải nhiệt nhưng vẫn đảm bảo độ sáng trong căn phòng Điều này khẳng định tính năng ưu việt của sản phẩm, giúp cho căn phòng bạn ấm áp vào mùa đông và mát mẻ vào mùa hè, tiết kiệm tối đa chi phí cho công viêc giữ nhiệt trong phòng mà vẫn giữ được độ sáng và nét thẩm mỹ tối đa

Công dụng của kính Low-E:

DUT-LRCC

- Ngăn chặn và làm giảm sự truyền nhiệt từ ngoài vào trong hay tư trong ra

ngoài, giúp cho căn phòng của bạn luôn ổn định mức độ nhiệt theo yêu cầu

- Kính phủ cứng Low-E và Kính phủ mền Low-E được dùng cho những nơi có nhiệt độ lạnh, có thể là kính đơn Low-E hoặc là kính hộp Low-E

DUT-LRCC

- Kính phủ cứng Low-E với tính năng kiểm soát nhiệt và Kính phủ mềm Low-E với tính năng kiểm soát nhiệt được dùng cho những nơi có nhiệt độ cao, có thể là kính đơn Low-E hoặc là kính hộp Low-E

Phương pháp sản xuất kính LOW-E

Gồm 02 phương pháp:

 Nhiệt phân - Kính Low-E phủ cứng:

Là phương pháp lớp phủ được áp dụng trong quá trình luyện kính, lớp phủ hợp nhất trong kính ở nhiệt độ 1200 C Phương pháp này tạo ra được kính Low-E có độ bền vĩnh viễn Có thể sử dụng như các loại kính thông thường khác như: cắt, gia cường, gia nhiệt, uốn cong

 Phủ chân không - Kính Low-E phủ mềm:

Là phương pháp lớp phủ một lượng nhỏ kim loại lên bề mặt kính thành phẩm, bằng phương pháp phản ứng dây chuyền trong lò chân không Kính Low-E phủ mềm có

độ bền không cao vì hay bị xước, bong hơn kính phủ cứng Không thể gia cường hay uốn cong, cắt gọt rất phức tạp

b Quy trình sản xuất kính cường lực:

Định nghĩa kính cường lực:

Kính cường lực là một trong hai loại kính an toàn thường xuyên được sử dụng trong các ứng dụng trong các công trình có độ bền cao mà khi sử dụng kính tiêu chuẩn

có thể gây nguy hiểm tiềm tàng Kính cường lực là mạnh hơn so với kính tiêu chuẩn

4-5 lần và không phá vỡ thành những mảnh sắc nét khi nó không thành công Kính cường lực được sản xuất thông qua một quá trình sưởi ấm và làm mát cực nhanh

Bản chất giòn của kính cường lực khiến nó vỡ thành đá cuội hình oval nhỏ khi bị phá vỡ Điều này giúp loại bỏ sự nguy hiểm của các cạnh sắc nét Do tài sản này, cùng với sức mạnh của nó, kính cường lực thường được gọi là kính an toàn

Quy trình sản xuất kính cường lực:

Bước 1: Kính tấm nguyên khổ được đưa qua máy cắt để cắt theo quy cách đơn

đặt hàng Sau khi đã cắt theo yêu cầu, kính sẽ được đưa qua bộ phận mài, khoan, khoét theo yêu cầu của khách hàng, sau đó kính được chuyển qua thiết bị rửa và sấy khô để

xử lý sạch bề mặt

Bước 2: Kính sẽ được kiểm tra kỹ xem đã đạt yêu cầu trước khi đưa vào lò cường

lực (Bước này rất quan trọng vì sau khi cường lực xong thì kính sẽ không gia công được nữa, nếu sai phải đập bỏ)

Bước 3: Kính được chuyển sang vị trí chờ cường lực và in logo kính an toàn

cường lực bằng sơn men (logo sơn men này sẽ bám rất chắc vào kính sau khi cường lực)

DUT-LRCC

Bước 4: Kính được đưa vào lò tôi kính để gia nhiệt đến điểm biến dạng và sau đó

được nhanh chóng đưa ra khỏi lò và làm nguội bằng luồng khí lạnh một cách đồng đều

và chính xác để đông cứng các ứng suất nén trên bề mặt kính và đồng thời giữ nguyên chất lượng kính

Bước 5: Kính thành phẩm được lấy ra khỏi dây chuyền và chuyển sang bộ phận

kiểm tra xuất xưởng:

Qua 2 quy trình sản xuất kính trên ta nhận thấy rằng đều chưa đề cập tới vấn đề làm thế nào để đưa kính tấm lớn tới máy cắt Việc thiết kế, chế tạo được máy vận chuyển kính là công việc hết sức cần thiết

DUT-LRCC

Chương 2: THIẾT KẾ MÁY GẮP – VẬN CHUYỂN KÍNH

2.1 Mục đích thiết kế:

Hiện nay ở các nhà máy sản xuất kính để vận chuyển kính từ băng tải lên các giá

đỡ chữ A hay các thùng xe còn rất nhiều hạn chế như:

 Cần nhiều nhân lực trực tiếp vận chuyển kính

 Đối với các tấm kính có khối lượng lớn việc vận chuyển rất khó khăn

 Vấn đề an toàn đối với công nhân thực hiện

 Năng suất thấp, không ổn định

Để khắc phục những khó khăn như trên, sau đây là bản thiết kế và chế tạo cơ cấu gắp và vận chuyển kính , phục vụ cho quá trình sản sản suất và phân phối kính cường lực Cơ cấu được áp dụng gắp kính lên giá đỡ, thùng xe hay các bàn máy cắt CNC…

* Nội dung thực hiện:

- Phân tích đặc điểm và nghiên cứu quá trình nâng và hút kính

- Lựa chọn phương án truyền động phù hợp

- Thành lập sơ đồ nguyên lý hoạt động và kết cấu máy

- Tính toán các tải trọng tác động lên máy và chọn các cơ cấu phù hợp

- Thiết kế hệ thống điều khiển và an toàn cho máy

- Các biện pháp bảo trì, bảo dưỡng và sửa chữa máy…

 Việc thiết kế nguyến lý hoạt động dựa trên yêu cầu kỹ thuật của máy, giữa trên các thông số:

Số liệu ban đầu:

- Thực hiện quá trình kẹp và giữ kính

- Thực hiện quá trình vận chuyển

- Lực ghắp danh nghĩa của máy phải lớn hơn lực ghắp cần thiết

- Có độ tin cậy cao

2.2 Lựa chọn phương án thiết kế:

2.2.1 Phương án 1:

DUT-LRCC

Ghắp tấm kính bằng công nghệ hút chân không và kết hợp cơ cấu 4 khâu bản lề để truyền động

a Sơ đồ nguyên lý:

Hình 2.1 Sơ đồ nguyên lý

1- Động cơ, 2- Băng tải, 3- Bộ truyền xích, 4- Tấm kính

5- Cơ cấu hút chân không, 6- Bộ truyền xích,

7- Cơ cấu 4 khâu bản lề, 8- Hộp chứa kính, 9-động cơ bước, 10-Đai ốc,

11-trục vít me , 12-Hộp giảm tốc

b Nguyên lý hoạt động:

Khi băng tải quay vận chuyển tấm kính vào cơ cấu gắp, động cơ sẽ quay truyền động cho cơ cấu 4 khâu bản lề quay đưa cơ cấu giác hút chân không xuống chạm vào bề mặt kính, cảm biến nhận tín hiệu và điều khiển van khí nén tạo lực hút tấm kính lên Sau đó

cơ cấu hút được nâng lên kéo theo tấm kính di chuyển về phía khay chứa kính , khay được cố định trên ray trượt được điều khiển bằng hệ thống động cơ kết hợp vít-me đai

ốc tịnh tiến về bên phải một khoảng đúng bằng chiều dày tấm kính để xếp kính Sau khi khay kính được xe nâng khỏi bàn trượt thì bàn trượt sẽ quay lại vị trí làm việc ban đầu

- Cơ cấu gọn , dễ tháo lắp , bảo trì và sửa chữa

- Giá thành rẻ, vận hành đơn giản

Nhược điểm:

DUT-LRCC

- Tính tự động hóa không cao

Hình 2.2: Sơ đồ nguyên lý hoạt động

1: Động cơ, 2: Băng tải, 3: Kính, 4: Xi lanh thủy lực

5: Cơ cấu gắp kính,6 : Giá đỡ kính

c Ưu điểm và nhược điểm:

Sử dụng xe vận chuyển kính chuyên dùng

a Sơ đồ nguyên lý:

Hình 2.3: Sơ đồ nguyên lý hoạt động

1: Động cơ, 2: Băng tải, 3: Cơ cấu ghắp, 4: Bộ truyền đai, 5: Tay quay

6: Xi lanh thủy lực,7 : Tay cầm,8: Thân xe

b Nguyên lý hoạt động:

Xe gắp kính được điều khiển đến vị trí gắp, lúc này xi lanh thủy lực đẩy cần gắp xuống sao cho cơ cấu hút chân không chạm vào mặt kính, sau đó nâng kính lên khỏi mặt băng tải Công nhân sẽ dùng tay quay điều chỉnh độ nghiêng của kính sao cho phù hợp và di chuyển đến vị trí yêu cầu

c Ưu điểm và nhược điểm:

Ưu điểm:

- Dễ vận hành, phù hợp với nhiều môi trường làm việc khác nhau

- Vận chuyển với khoảng cách xa

Nhược điểm:

- Công suất máy vừa và nhỏ

- Không vận chuyển được kính có kích thước lớn

- Không gian làm việc lớn

- Cần phải trực tiếp công nhân vận hành máy

Chương 3: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CÁC THÔNG SỐ KỸ THUẬT

Việc chọn động cơ điện cho máy là một vấn đề quan trọng trong việc thiết kế để cho động cơ không bị làm việc quá tải, tổn hao năng lượng, làm giảm tuổi thọ của động

cơ Vì vậy, tiến trình tính toán động cơ điện sao cho có số vòng quay thích hợp, để đảm bảo yêu cầu này ta cần tính công suất máy

Vd : Vận tốc kính

Trong cơ cấu 4 khâu bản lề thì ứng với mỗi góc quay khác nhau thì vận tốc khác nhau nên ta tính công suất của máy theo vận tốc trung bình

360.60

80.1

2n L

V tb  

Trong đó : L1 = 500 mm = 0,5 m : Chiều dài giá cơ cấu hút chân không

n = 5 tấm / phút : Số tấm kính được vận chuyển trong gian một phút

)/(06,0360.60

80 5,0.5.2

P: Trọng lượng cơ cấu giác hút chân không

Vd: Vận tốc kính từ băng tải đến giá đỡ

Trong đó: L1 = 3000 mm = 3 m: Chiều dài giá cơ cấu hút chân không

n = 5 tấm / phút: Số tấm kính được vận chuyển trong gian một phút

)/(52,0360.60

120 3.5.2



 Với: d = 1 2. 3 : Hiệu suất của máy

Trong đó: 1 = 0,94 : Hiệu suất của bộ truyền xích

2 = 0,97 : Hiệu suất của bộ truyền bánh răng

3 = 0,995 : Hiệu suất của một cặp ổ lăn

 d = 0,94.0,972.(0,995)6 = 0,858

â d

N N





858.0

04.5

= 5.88 (kw) Theo 2] chọn động cơ điện không đồng bộ 3 pha có ký hiệu AO2 - 51 - 4 có: Công suất N = 7 KW

Số vòng quay : n = 1420 vòng/ phút

Hiệu suất động cơ đc = 0,8

DUT-LRCC

3.1.2 Phân phối tỷ số truyền:

Tốc độ đầu vào của khâu 1 cơ cấu 4 khâu bản lề là n = 5(vòng/phút)

Ta có tỷ số truyền chung của máy:

284 5

n

n i

Nên im = iđ1.it ix

Trong đó : iđ : Tỷ số truyền của bộ truyền đai

it : Tỷ số truyền của hộp giảm tốc

284

m br

i i

i i

Ta chọn loại đai thang

V

n.D

100060

1



Với: D1 = 100

n1 = 1420 vòng/ phút

max

)/(43,71000

.60

1420.100.14,3

V s m

DUT-LRCC

 232.5 mm  A  800 mm

Theo [2] với i = 5,5

 A = 0,9.D2 = 0,9.300 = 270 mm

d Tính chính xác chiều dài L và khoảng cách trục A:

Theo khoảng cách trục A đã chọn ta tính chiều dài đai:

A

)DD()DD(AL

42

2

2 1 2 2

mm

L

1205

270 4

) 100 300 ( ) 300 100 ( 2

14 , 3 270 2

Theo tiêu chuẩn ta chọn  L = 1220 mm

Kiểm nghiệm số vòng quay của đai trong 1 giây:

s/vgu

5

u s vg

Tính chính xác khoảng cách trục A

8

82

14 , 3 1220



 A

A = 278mm

Xét về mặt kết cấu có thể căng đai trong quá trình làm việc, nghĩa là dịch

chuyển trục A về 2 phía Ta có công thức sau:

Thay các giá trị vào ta có:

V

N.Z

Trong đó : F = 138 mm2 : Diện tích tiết diện đai

C : Hệ số xét đến ảnh hưởng của góc ôm ,theo [2]  C = 0,89

Ct : Hệ số xét đến ảnh hưởng chế độ tải trọng , theo [2] Ct = 0,6

Cv : Hệ số xét đến ảnh hưởng vận tốc theo [2]

 Cv = 1,00

N : Công suất trục dẫn : N = 5.04 KW

6138.1.89,0.6,0.51,1.43.7

04.5

h Xác định lực căng ban đầu và lực tác dụng lên trục:

Lực căng ban đầu đối với mỗi đai:

S0 = 0.F theo [2]

Với 0 ứngsuất ban đầu 0 = 1,2 N/mm2

F = 138 : diện tích của 1 đai

 S0 = 1,2.138 = 165,6 N

Lực tác dụng lên trục : R = 3.S0.Z.sin(1/2)

 R = 3.165,6.6.sin( 179.98/2) = 2942N

Lực vòng Pd : Pd = (2.9,55.106.N1) / (D2.n1) = 225971 N

i Xác định kết cấu của bánh đai, vật liệu chế tạo bánh đai và tính sức bền bánh đai:

Vật liệu và kết cấu bánh đai:

Bánh đai thực hiện truyền động từ động cơ qua trục Để kết cấu máy đơn giản ta

sử dụng bánh đai dùng làm bánh đà, do đó cần tính chính xác kích thước cơ bản của bánh đai dựa theo mômen quán tính bánh đà

Vì bánh đai làm việc với vận tốc v = 7.43 m/s nên bánh đai được làm bằng gang

3.2 Thiết kế các bộ truyền hộp giảm tốc:

B

l

s a

h ho

t

a o

DUT-LRCC

Với hộp giảm tốc đồng trục thì có hai cặp bánh răng đồng trục ăn khớp với nhau

và giống nhau Do đó ta chỉ cần tính cho một cặp bánh răng cấp chậm rồi áp dụng cho cặp bánh răng cấp nhanh vì cấp chậm chịu mômen xoắn lớn hơn

b) Định ứng suất tiếp xúc và ứng suất uốn cho phép:

Ứng suất tiếp xúc cho phép:

Số chu kỳ tương đương của bánh răng lớn (Công thức 3-3) [2]:

N2 = 60 n3 T (T: tổng thời gian làm việc, giả sử bộ truyền làm việc 5 năm, mỗi năm làm việc

300 ngày, mỗi ngày làm việc 2 ca và mỗi ca làm việc 8 giờ)

N2 = 60 × 32 × 5 × 300 × 2 × 8 = 4,6 107

Số chu kỳ tương đương của bánh răng nhỏ:

N1 = ich N2 = 4,87 × 4,6 107 = 22.40 107Vì: N1, N2 > N0 = 107 => K′N = K′′N = 1

Để tính sức bền ta sử dụng trị số nhỏ là [σ]tx= 520 N/mm2

Ứng suất uốn cho phép:

Vì răng làm việc 2 mặt nên răng chịu ứng suất thay đổi đổi chiều, do đó:

Giới hạn mỏi của thép 45-thường hóa là:

Giới hạn mỏi của thép 40-thường hóa là:

Ta lấy hệ số an toàn của bánh răng bằng thép rèn là: n=1,5

Hệ số tập trung ứng suất ở chân răng là: Kσ = 1,8

DUT-LRCC

 Ứng suất uốn cho phép:

Ứng suất uốn cho phép của bánh răng nhỏ:

Do sai khác quá nhiều so vơi dự đoán ở trên là k = 1,3 vậy ta tính lại khoảng cách trục A như sau:

DUT-LRCC

h) Xác định mô đun răng, số răng, chiều rộng bánh răng:

Mô đun răng được chọn theo khoảng cách trục A:

i) Kiểm nghiệm sức bền uốn của bánh răng:

Tính số răng tương đương:

j) Các thông số hình học chủ yếu của bộ truyền:

Bảng 6-1: các thông số hình học chủ yếu của bộ truyền

DUT-LRCC

3.2.2 Thiết kế bộ truyền cấp nhanh:

Với bộ truyền cấp nhanh, ta chọn tất cả thông số của bộ truyền cấp nhanh giống với bộ truyền cấp chậm Ta chỉ tính lực tác dụng lên các trục:

b) Chọn số răng của đĩa xích:

Do vận tốc xích nhỏ, tải trọng nhỏ nên ta chọn Z1 = 17 răng

Kiểm nghiệm số lần va đập trong 1 giây:

u =4 v

Z n

15 x≤ [u]

Trong đó: Z, n là số răng và số vòng quay trong một phút của đĩa xích

Theo bảng (6-7)[2] số lần va đạp cho phép của xích trong 1 giây

Thỏa mãn điều kiện

d) Tính đường kính của đĩa xích:

Đường kính vòng chia của đĩa xích dẫn:

3.4 Thiết kế cơ cấu gắp bằng khớp quay 4 khâu bản lề:

Ta chọn các thông số ban đầu của bộ truyền α= 120°

Chiều dài các khâu bản lề AB=AB’=300 (mm)

DC=DC’=1000 (mm)

AD = 2000 (mm)

Hình 3-1: cơ cấu gắp 4 khâu bản lề

Khi đó chiều dài khâu BC sẽ phụ thuộc vào góc quay α và chiều dài các khâu còn lại

|300 − 2000| ≥ |1000 − 1740| <=> {

2300 ≤ 2740

|−1700| ≥ | − 740|

Thỏa mãn điều kiện:

 Vậy ta có các thông số sau :

DUT-LRCC

Chiều dài các khâu AB = 300 (mm)

Hình 3-2: Sơ đồ phân tích lực trên cơ cấu khâu 2 và khâu 3

Ta có phương trình cân bằng lực:

𝑁⃗⃗ 12 +𝑁⃗⃗ 43+ 𝑃⃗ c = 0 (1)

Phương trình này đã biết phương chiều và lực của 𝑃⃗ c

Bỏ qua các ngoại lực tác động lên hệ và khối lượng các khâu

𝐷𝐶 2

𝐷𝐶 = 45206.

1𝐷𝐶 2

Từ phương trình (1):

→ 𝑁⃗⃗ t12 + 𝑁⃗⃗ n12 + 𝑁⃗⃗ t43 + 𝑁⃗⃗ n43 + 𝑃⃗ c = 0 (2) Giải phương trình trên bằng phương pháp họa đồ vector:

DUT-LRCC

Trong đó: Z, n là số răng và số vòng quay trong một phút của đĩa xích

Theo bảng (6-7)[2] số lần va đạp cho phép của xích trong 1 giây

Thỏa mãn điều kiện

d) Tính đường kính của đĩa xích:

Đường kính vòng chia của đĩa xích dẫn:

Chương 4: THIẾT KẾ TRỤC, GỐI ĐỠ TRỤC, NGHIỆM BỀN THEN

d : đường kính trục, (mm)

N: công suất truyền, (KW)

n : số vòng quay trong 1 phút của trục, (vòng/phút)