Thiết kế dẫn động cho kho hàng tự động

Thiết kế dẫn động cho kho hàng tự động Thiết kế dẫn động cho kho hàng tự động Thiết kế dẫn động cho kho hàng tự động Thiết kế dẫn động cho kho hàng tự động Thiết kế dẫn động cho kho hàng tự động Thiết kế dẫn động cho kho hàng tự động Thiết kế dẫn động cho kho hàng tự động Thiết kế dẫn động cho kho hàng tự động Thiết kế dẫn động cho kho hàng tự động Thiết kế dẫn động cho kho hàng tự động Thiết kế dẫn động cho kho hàng tự động Thiết kế dẫn động cho kho hàng tự động Thiết kế dẫn động cho kho hàng tự động Thiết kế dẫn động cho kho hàng tự động Thiết kế dẫn động cho kho hàng tự động Thiết kế dẫn động cho kho hàng tự động Thiết kế dẫn động cho kho hàng tự động Thiết kế dẫn động cho kho hàng tự động Thiết kế dẫn động cho kho hàng tự động Thiết kế dẫn động cho kho hàng tự động Thiết kế dẫn động cho kho hàng tự động Thiết kế dẫn động cho kho hàng tự động Thiết kế dẫn động cho kho hàng tự động Thiết kế dẫn động cho kho hàng tự động

BÁO CÁO ĐỒ ÁN GVHD : T.S NGUYỄN TRỌNG DU TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI ĐỒ ÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG CƠ KHÍ Thiết kế dẫn động cho kho hàng tự động NGÀNH CƠ ĐIỆN TỬ Giảng viên hướng dẫn: T.S Nguyễn Trọng Du Chữ ký GVHD Viện : Cơ Khí Bộ mơn : Cơ Điện Tử Sinh viên thực : Ngô Đắc Sang MSSV : 20170882 Lớp : CK-CĐT-04 SVTH : NGÔ ĐẮC SANG LỚP : CK-CĐT-04 BÁO CÁO ĐỒ ÁN GVHD : T.S NGUYỄN TRỌNG DU LỜI MỞ ĐẦU Trong bối cảnh Khoa Học – Kỹ Thuật ngày phát triển ứng dụng vào doanh nghiệp Đi kèm doanh nghiệp ln tìm giải pháp để giảm chi phí nhân cơng, giảm chi phí kho bãi lỗi kỹ thuật có cơng tác lưu chuyển gây kho hàng tự động lên Đây giải pháp để giải toán cách hiệu quả, tối ưu chi phí nhân cơng, giảm diện tích nhà kho, tăng độ xác q trình lưu trữ lấy hàng hóa Thiết kế hệ thống Cơ Khí – Cơ Điện Tử thơng minh yêu cầu cốt lõi sinh viên ngành Cơ Khí nói chung sinh viên Cơ Điện Tử nói riêng Đồ án thiết kế hệ thống Cơ Khí – Cơ Điện Tử thơng minh học phần bắt buộc chương trình Module – Cư nhân Cơ Điện Tử, học phần giúp sinh viên bước đầu làm quen với việc thiết kế khí cho hệ thống, ứng dụng phần mềm Solidworks 2D/3D, mô nguyên lý hoạt động Đây hội tuyệt vời để sinh viên áp dụng kiến thức học giảng đường vào toán thực tế Để hành trang kiến thức, đảm bảo cho sinh viên sau trường tự thiết kế sản phẩm cho đảm bảo tiêu chí kỹ thuật, chất lượng vừa đảm bảo tiêu chí kinh tế Em xin chân thành cảm ơn hướng dẫn TS.Nguyễn Trọng Du suốt 15 tuần vừa qua, cảm ơn hướng dẫn, cung cấp tài liệu thầy cô mơn giúp em hồn thành đề tài Hà Nội, ngày Giáo viên hướng dẫn tháng năm Sinh viên thực Sang Nguyễn Trọng Du SVTH : NGƠ ĐẮC SANG Ngơ Đắc Sang LỚP : CK-CĐT-04 BÁO CÁO ĐỒ ÁN GVHD : T.S NGUYỄN TRỌNG DU MỤC LỤC Lời mở đầu Phần : Tổng quan kho hàng tự động 1.1 Giới thiệu chung kho hàng tự động 1.2 Tìm hiểu hệ thống kho hàng tự động Phần : Phân tích ngun lý thơng số kỹ thuật Phần : Tính tốn thiết kế hệ thống khí khung nâng xe 11 Chương : Tính tốn sơ 11 Chương : Bộ truyền cấp nhanh 18 Chương : Bộ truyền cấp chậm 26 Chương : Bộ truyền xích 34 Chương : Thiết kế trục 40 Chương : Then Ổ lăn 61 Chương : Thiết kế vỏ hộp giảm tốc 66 Phần : Tính tốn thiết kế hệ thống xe di chuyển 70 Chương : Tính tốn sơ 70 Chương : Bộ truyền cấp nhanh 75 Chương : Bộ truyền cấp chậm 83 Chương : Bộ truyền xích 91 Chương : Trục 97 Chương : Then ổ lăn 119 Chương : Thiết kế hộp giảm tốc 125 Phần : Kết luận 128 SVTH : NGÔ ĐẮC SANG LỚP : CK-CĐT-04 BÁO CÁO ĐỒ ÁN GVHD : T.S NGUYỄN TRỌNG DU Phần : Tổng quan kho hàng tự động 1.1 Giới thiệu chung kho hàng tự động : Nền cơng nghiệp nước ta nói riêng cơng nghiệp giới nói riêng phát triển mạnh mẽ Ngày trước sản phẩm tạo cách thủ cơng nên việc vận chuyển hàng hóa vào kho hồn tồn sức người, khơng tận dụng hết không gian, sức chứa kho hàng, việc quản lí trở nên kho khăn hiệu Trong thời kỳ cơng nghiệp hố, đại hố ngày sản xuất ngày phát triển, hàng hóa làm nhiều đáp ứng nhu cầu tiêu dùng cho xã hội Từ nảy sinh cần có kho hàng đại đáp ứng yêu cầu sản xuất khắc phục hạn chế kho hàng cũ Hiện tại, giới có nhiều hệ thống lưu trữ hàng hóa, hệ thống đa dạng, phong phú thiết bị cách thức thực Nhưng chủ yếu sử dụng nhân cơng để bốc dỡ hàng hóa, thiết bị bốc dỡ hàng máy nâng sử dụng người lái để xếp hàng hóa vào kho Nhìn chung, nhà kho có nhược điểm sau: ⚫ Sử dụng nhiều diện tích để chứa hàng hóa ⚫ Khơng phân loại hàng hóa khác (các hàng hóa thường để chung với kho) ⚫ Khơng bảo quản tốt hàng hóa số lượng nhiều (Chất hàng chồng lên nhau) ⚫ Rất khó kiểm sốt số lượng hàng hóa vào kho Với đời hệ thống xếp hàng hóa tự động, người ta quản lý tốt hàng hóa nhanh chóng việc lưu trữ xuất hàng hóa khỏi kho, hệ thống kho tự động sử dụng robot để vận chuyển hàng hóa, điều đồng nghĩa với việc đầu tư trang thiết bị đại cho hệ thống kho tốn nhiều chi phí cho việc vận chuyển hàng hóa bù lại hàng hóa SVTH : NGƠ ĐẮC SANG LỚP : CK-CĐT-04 BÁO CÁO ĐỒ ÁN GVHD : T.S NGUYỄN TRỌNG DU bảo quản tốt, thuận tiện cho việc quản lý kiểm soát, tiết kiệm nhân cơng … Hình 1.1 Xe nâng hàng Ngày nay, thay cách lưu trữ hàng hóa thủ cơng tốn nhiều diện tích nhân cơng lao động, nhiều công ty giới trang bị hệ thống kho hàng tự động cho văn phòng, nhà xưởng mình…Với việc ứng dụng cơng nghệ cao việc cất giữ hàng hóa, quản lý hàng hóa cách khoa học, có hệ thống có tính linh hoạt cao, từ nâng cao hiệu hoạt động giảm giá thành hoạt động Hình 1.2 Hệ thống kho hàng SVTH : NGÔ ĐẮC SANG LỚP : CK-CĐT-04 BÁO CÁO ĐỒ ÁN GVHD : T.S NGUYỄN TRỌNG DU 1.2 Tìm hiểu hệ thống kho hàng tự động : Kho hàng tự động hệ thống lấy cất hàng hóa tự động với công nghệ đại, sử dụng nhà kho hoàn toàn tự động Hệ thống gồm có phần phần mềm phần cứng ⚫ Phần mềm gồm có phần mềm quản lý robot lấy cất hàng phần mềm quản lý hàng hóa ⚫ Phần cứng bao gồm hệ thống giá kệ cố định, robot lấy cất hàng ,hệ thống băng tải vận chuyển hàng hệ thống tự động trả hàng Kho hàng tự động đời giải vấn đề khó cơng nghiệp như: ⚫ Mật độ lưu trữ cao: giải pháp tận dụng chiều cao đường chạy robot nhỏ nên diện tích sử dụng giải pháp khác, so sánh khả lưu trữ giúp tiết kiệm chi phí đầu tư cho diện tích sử dụng, xây dựng hệ thống lạnh ⚫ Tốc độ xuất nhập cao: trung bình hàng/ phút/ robot ⚫ Công nghệ chuyển đường cho phép cần robot cho nhà kho giúp tiết kiệm đáng kể chi phí đầu tư ⚫ Khơng cần hệ thống chiếu sáng,do tiết kiệm chi phí đầu tư hệ thống chiếu sáng, chi phí bảo trì, chi phí vận hành ⚫ Thất nhiệt thấp: thất thoát nhiệt xuống đất, qua cửa vào, bù nhiệt cho hệ thống chiếu sáng nguồn thất nhiệt kho lạnh Sử dụng diện tích nhỏ giải pháp khác nên thất nhiệt xuống đất thấp Ngoài với hệ thống cửa vào tự động có phịng cách ly nên thất thoát nhiệt thấp,giảm thời gian xả đá hệ thống lạnh ⚫ Không sử dụng lao động kho: tiết kiệm chi phí nhân công, quản lý, bảo hiểm thiết bị hỗ trợ SVTH : NGÔ ĐẮC SANG LỚP : CK-CĐT-04 BÁO CÁO ĐỒ ÁN GVHD : T.S NGUYỄN TRỌNG DU ⚫ Quản lý chuyên nghiệp hiệu nhờ phần mềm quản lý kho kết hợp với công nghệ mã vạch (Barcode) hay thẻ từ (Transponder) giúp giảm chi phí quản lý nhân công, đồng thời dễ dàng đạt tiêu chuẩn ISO để tạo lợi cạnh tranh Mơ hình nhà kho có khả lưu trữ cao tốc độ thấp thích hợp cho nhà máy mà sản phẩm họ sản xuất với suất cao, số lượng lớn Hình : Hệ thống kho hàng tự động công nghiệp Đối với nhà máy sản xuất sản phẩm hệ thống băng chuyền đơn phân phối sản phẩm cho robot cách tối ưu Nhưng với nhà máy sản xuất nhiều loại sản phẩm lúc hệ thống băng chuyền cịn thực phân loại sản phẩm vào khu vực thích hợp SVTH : NGÔ ĐẮC SANG LỚP : CK-CĐT-04 BÁO CÁO ĐỒ ÁN GVHD : T.S NGUYỄN TRỌNG DU Phần : Phân tích ngun lý thơng số kỹ thuật 1- Hộp giảm tốc (cơ cấu nâng) 2- Hệ thống lăn giữ xe nâng 3- Hệ bánh – 4- Động 5- Hộp giảm tốc (xe di chuyển) 6- Bộ truyền xích 7- Hệ lăn di chuyển hàng 8- Bánh xe 9- Hệ thống nâng 10- Ray dẫn vào kho 11- Xe di chuyển 12- Hàng hóa 13- Bộ truyền xích 14- Thanh cột dẫn hướng 2.1 Nguyên lý hoạt động hệ thống :  Cơ cấu nâng: Hộp giảm tốc – 1, gắn với hệ thống nâng - 9, đầu vào nối với động – 4a tạo chuyển động quay với tốc độ lớn, đẩu gắn với bánh hệ bánh – Hệ bánh – :thanh cố định thẳng đứng nên bánh lăn theo phương thẳng đứng, với hệ thống lăn – có chức giữ cân tạo di chuyển theo phương thẳng đứng(lên, xuống) hệ thống nâng –  Xe di chuyển: Hộp giảm tốc – 5, gắn với xe di chuyển - 11, đầu vào nối với động – 4b tạo chuyển động quay với tốc độ lớn, đẩu gắn với bánh xe – qua truyền xích – Bánh xe biến chuyển động quay SVTH : NGÔ ĐẮC SANG LỚP : CK-CĐT-04 BÁO CÁO ĐỒ ÁN GVHD : T.S NGUYỄN TRỌNG DU thành chuyển động tịnh tiến giúp xe di chuyển – 11 di chuyển theo phương ngang(vào, ra)  Hệ lăn: Hệ lăn – nối với động – 4c(động biến tần) thơng qua truyền xích – 13 Động tạo chuyển động quay, qua truyền xích để giảm tốc độ truyền đến hệ lăn, hệ lăn tạo chuyển động theo phương ngang(trái, phải) hàng hóa – 12 2.2 Cơ cấu dẫn hướng :  Hệ lăn - 2: Thanh dẫn hướng thép mài nhẵn gắn đường ray chịu nhôm Các trục thép dẫn xe chạy, lăn xe lăn sắt (khơng có độ hở) trục thép  Ray dẫn – 10: Bánh xe ray thiết kế theo hình chữ V/U ăn khớp với Khi bánh xe lăn ray khơng bị trượt ngồi 2.3 Xác định thành phần thông số/ yêu cầu kỹ thuật hệ thống: 2.3.1 Các thành phần : - Hộp giảm tốc - Hệ thống - Hệ bánh – - Động - Bộ truyền xích - Xe di chuyển - Thanh cột dẫn hướng SVTH : NGÔ ĐẮC SANG LỚP : CK-CĐT-04 BÁO CÁO ĐỒ ÁN GVHD : T.S NGUYỄN TRỌNG DU 2.3.2 Thông số / yêu cầu kỹ thuật hệ thống :  Thời gian phục vụ: lh = 30000 (h)  Đặc tính tải trọng: êm  Cụm xe nâng:  Đường kính lăn bánh 3: d3 = 160 mm  Chiều cao xe nâng: h = L/4 mm  Chiều dài xe nâng: L = 1300 mm  Vận tốc xe nâng: Vn = 4,6 m/ph  Trọng lượng tối đa xủa xe nâng(1,2,3,4,9): Gn = 195 kg  Cụm xe di chuyển:  Trọng lượng tối đa xủa xe hàng xe di chuyển ngang(5,6,7,8,11,12,13): Gd = 70 kg  Đường kính bánh xe 8: d8 = 300 mm  Vận tốc xe di chuyển: Vn = 25 m/ph  Chiều dài phần đặt hộp giảm tốc: L1 = 1000 mm  Chiều dài phần đặt hàng xe: L2 = 700 mm SVTH : NGÔ ĐẮC SANG 10 LỚP : CK-CĐT-04 BÁO CÁO ĐỒ ÁN GVHD : T.S NGUYỄN TRỌNG DU 𝑀𝑥 = 0(𝑁𝑚𝑚)  Tại điểm 2: {𝑀𝑦 = 0(𝑁𝑚𝑚) ⇒{  Tại điểm 3: 𝑀𝑥 = 𝐹𝑦31 (𝑙31 − 𝑙33 ) { 𝑀𝑦 = 𝐹𝑥31 (𝑙31 − 𝑙33 ) 𝑀𝑥 = 81,6 (127 − 43.5) = 6813,6(𝑁𝑚𝑚) 𝑀𝑦 = 749,22 (127 − 43,5) = 62559,9(𝑁𝑚𝑚)  Momen trục: 2 + Momen uốn tổng: 𝑀𝑗 = √𝑀𝑥𝑗 + 𝑀𝑦𝑗 + Momen tương dương: 𝑀𝑡𝑑𝑗 = √𝑀𝑗2 + 0,75𝑇𝑗2 Trong đó: Mxj, Myj – Momen uốn mặt phẳng xOz yOz tiết diện j chiều dài trục 𝑀 = 66685,5(𝑁𝑚𝑚)  Tại điểm 0: { 𝑇1 = 51180,68(𝑁𝑚𝑚) → 𝑀𝑡đ1 = √66685,52 + 0,75 51180,682 = 80072,2(𝑁𝑚𝑚) 𝑀𝑜 = 0(𝑁𝑚𝑚)  Tại điểm 1: { 𝑇 = 0(𝑁𝑚𝑚) → 𝑀𝑡đ1 = 0(𝑁𝑚𝑚) 𝑀2 = 0(𝑁𝑚𝑚)  Tại điểm 2: { 𝑇 = 51180,32(𝑁𝑚𝑚) → 𝑀𝑡đ2 = √02 + 0,75 51180,322 = 44323,5(𝑁𝑚𝑚) 𝑀 = √6813,62 + 62559,92 = 62929,9(𝑁𝑚𝑚)  Tại điểm 3: { 𝑇 = 51180,32(𝑁𝑚𝑚) → 𝑀𝑡đ3 = √62929,92 + 0,75 51180,322 = 76972,3(𝑁𝑚𝑚) SVTH : NGÔ ĐẮC SANG 115 LỚP : CK-CĐT-04 BÁO CÁO ĐỒ ÁN GVHD : T.S NGUYỄN TRỌNG DU  Đường kính trục đoạn trục: 𝑀𝑡đ𝑗 𝑑𝑗 = √ 0,1 [𝜎] Trong đó: [] - ứng suất cho phép thép chế tạo trục Theo bảng 10.5 Tr195 [1] → [] = 63(MPa) Suy ra: 80072,2 = 23,3(𝑚𝑚) 𝑑30 = 𝑑31 = √ 0,1.63 76972,3 𝑑33 = √ = 23,03(𝑚𝑚) 0,1.63 44323,5 𝑑32 = √ = 19,1(𝑚𝑚) 0,1.63 ▲ Xuất pháp từ yêu cầu độ bền, lắp ghép, công nghệ mà ta chọn đường kính đoạn trục sau: 𝑑30 = 𝑑31 = 25(𝑚𝑚) (Đoạn trục lắp ổ lăn) 𝑑32 = 30(𝑚𝑚) (Đoạn trục lắp bánh xích) 𝑑33 = 25(𝑚𝑚) (Đoạn trục lắp bánh 4) Sơ đồ lực: Biểu đồ Qy SVTH : NGÔ ĐẮC SANG 116 LỚP : CK-CĐT-04 BÁO CÁO ĐỒ ÁN GVHD : T.S NGUYỄN TRỌNG DU Biểu đồ Mx Sơ đồ lực: Biểu đồ Qx Biểu đồ My SVTH : NGÔ ĐẮC SANG 117 LỚP : CK-CĐT-04 BÁO CÁO ĐỒ ÁN GVHD : T.S NGUYỄN TRỌNG DU Hình 4.5.4 Sơ đồ đặt lực biểu đồ Momen kết cấu trục (trục III) hộp giảm tốc hai cấp SVTH : NGÔ ĐẮC SANG 118 LỚP : CK-CĐT-04 BÁO CÁO ĐỒ ÁN GVHD : T.S NGUYỄN TRỌNG DU Chương : Then ổ lăn 6.1 Chọn then : 6.2 Chọn ổ lăn :  Trục I:  Chọn loại ổ lăn: Với tải trọng nhỏ có lực hướng tâm, dùng ổ bi đỡ dãy cho gối đỡ Với kết cấu trục hình chọn đường kính ngỗ trục hình d=12mm Chọn ổ bi đỡ dãy cỡ siêu nhẹ, vừa bảng P2.7 Tr254 [1] có: Ký hiệu ổ d (mm) 420112 ATN9 D (mm) B (mm) r (mm) C (kN) C0 (kN) 32 14 0,6 10,6 6,2  Kiểm nghiệm khả tải ổ lăn:  Các lực tác dụng vào ổ: Fx10 = 74,6 (N) Fy10 = 62,7(N) Fx11 = 117,3 (N) Fy11 = 32,62 (N)  Phản lực tổng tác dụng vào ổ: 2 = √74,62 + 62,72 = 97,45(𝑁) 𝐹𝑟0 = √𝐹𝑥10 + 𝐹𝑦10 𝐹𝑟1 = √𝐹𝑥11 2 √117,32 + 32,622 = 122,75(𝑁) + 𝐹𝑦11 =119 SVTH : NGÔ ĐẮC SANG LỚP : CK-CĐT-04 BÁO CÁO ĐỒ ÁN GVHD : T.S NGUYỄN TRỌNG DU → Kiểm nghiệm khả tải cho ổ ổ chịu tải lớn  Tải trọng động qui ước Q1   XVFr  YFa  kt k d (với Fa = (N)) Trong đó: - V : hệ số kể đến vòng quay Vòng quay → V = - kt : hệ số kể đến ảnh hưởng nhiệt độ Nhiệt độ làm việc không lớn, hộp giảm tốc công suất nhỏ → kt = - kd : hệ số kể đến đặc tính tải trọng Theo bảng 11.4 Tr215 [1], với va đập nhẹ → 𝑘𝑑 = (1 ÷ 1,2) Lấy kd = - Fr Fa : tải trọng hướng tâm tải trọng dọc trục 𝐹𝑟 = 122,75(𝑁) = 0,12(𝑘𝑁)&𝐹𝑎 = 0(𝑁) - X & Y : hệ số tải trọng hướng tâm dọc trục: 𝐹 Theo bảng 11.3 Tr215 [1] ,với 𝑎 ≤ 𝑒 → X = Y = 𝑉.𝐹𝑟 𝑄1 = (𝑋𝑉𝐹𝑟 + YF𝑎 ) 𝑘𝑡 𝑘𝑑 = (1.1.0,12 + 0.0).1.1 = 0,12(𝑘𝑁) 𝑚 - Tải trọng động Cd tính theo cơng thức: 𝐶𝑑 = 𝑄1 √𝐿 Trong đó: - L : tuổi thọ tính triệu vịng quay - m : bậc đường cong thử ổ lăn - Lh : tuổi thọ ổ lăn (h) Do đó, 𝐿ℎ = 106 𝐿 60.𝑛 →𝐿= 60.𝑛.𝐿ℎ 106 = 60.1390.30000 106 = 2502 (triệu vòng) → 𝐶𝑑 = 𝑄1 √𝐿 = 0,12 √2502 = 1,63 (kN) < C = 10,6 (kN) Tuy nhiên sai lệch nhỏ nên không ảnh hưởng nhiều đến độ bền ổ 𝑚  Kiểm nghiệm khả tải tĩnh ổ: Đối với ổ bi đỡ: Tải trọng tĩnh quy ước Qt 𝑄𝑡 = 𝑋𝑜 𝐹𝑟 + 𝑌𝑜 𝐹𝑎 Trong đó: Xo & Yo hệ số tải trọng hướng tâm hệ số tải trọng dọc trục Theo bảng 11.6 Tr221 [1] ,ổ bi đỡ dãy có Xo = 0,6 Yo = 0,50 ⇒ 𝑄𝑡 = 𝑋𝑜 𝐹𝑟 + 𝑌𝑜 𝐹𝑎 = 0,6 𝐹𝑟 < 𝐹𝑟 Lấy Qo = Qt = Fr = 0,12 (kN) < Co = 6,2 (kN) Như vậy, khả tải tĩnh ổ đảm bảo SVTH : NGÔ ĐẮC SANG 120 LỚP : CK-CĐT-04 BÁO CÁO ĐỒ ÁN GVHD : T.S NGUYỄN TRỌNG DU  Trục II:  Chọn loại ổ lăn: Với tải trọng nhỏ có lực hướng tâm, dùng ổ bi đỡ dãy cho gối đỡ Với kết cấu trục hình chọn đường kính ngỗ trục hình d=20mm Chọn ổ bi đỡ dãy cỡ siêu nhẹ, vừa bảng P2.7 Tr254 [1] có: Ký hiệu ổ d (mm) 6220420 2RS1 D (mm) B (mm) r (mm) C (kN) C0 (kN) 47 18 12,7 6,55  Kiểm nghiệm khả tải ổ lăn:  Các lực tác dụng vào ổ: Fx20 = 515,2 (N) Fy20 = 122,2 (N) Fx21 = 393,9 (N) Fy21 =18 (N)  Phản lực tổng tác dụng vào ổ: 2 + 𝐹𝑦20 = √515,22 + 122,22 = 529,5(𝑁) 𝐹𝑟0 = √𝐹𝑥20 2 = √393,92 + 182 = 394,3(𝑁) 𝐹𝑟1 = √𝐹𝑥21 + 𝐹21 →Kiểm nghiệm khả tải cho ổ ổ chịu tải lớn  Tải trọng động qui ước Q1   XVFr  YFa  k t k d (với Fa = (N)) Trong đó: - V : hệ số kể đến vịng quay Vòng quay → V = - kt : hệ số kể đến ảnh hưởng nhiệt độ Nhiệt độ làm việc không lớn, hộp giảm tốc công suất nhỏ → kt = - kd : hệ số kể đến đặc tính tải trọng Theo bảng 11.4 Tr215 [1], với va đập nhẹ → 𝑘𝑑 = (1 ÷ 1,2) Lấy kd = - Fr Fa : tải trọng hướng tâm tải trọng dọc trục - X & Y : hệ số tải trọng hướng tâm dọc trục: SVTH : NGÔ ĐẮC 𝐹 SANG 121 LỚP : CK-CĐT-04 𝑟 = 529,5(𝑁) = 0,53 (𝑘𝑁)&𝐹𝑎 = 0(𝑁) BÁO CÁO ĐỒ ÁN GVHD : T.S NGUYỄN TRỌNG DU 𝐹 Theo bảng 11.3 Tr215 [1] ,với 𝑎 ≤ 𝑒 → X = Y = Do đó, 𝑉.𝐹𝑟 𝑄1 = (𝑋𝑉𝐹𝑟 + YF𝑎 ) 𝑘𝑡 𝑘𝑑 = (1.1.1,06 + 0.0).1.1 = 1,06(𝑘𝑁) 𝑚 - Tải trọng động Cd tính theo cơng thức: 𝐶𝑑 = 𝑄1 √𝐿 Trong đó: - L : tuổi thọ tính triệu vịng quay - m : bậc đường cong thử ổ lăn - Lh : tuổi thọ ổ lăn (h) 𝐿ℎ = 106 𝐿 60.𝑛 →𝐿= 60.𝑛.𝐿ℎ 106 = 60 229.30000 106 = 412,2 (triệu vòng) → 𝐶𝑑 = 𝑄1 √𝐿 = 0,53 √412,2 = 3,94(kN) < C = 12,7 (kN) Tuy nhiên sai lệch nhỏ nên không ảnh hưởng nhiều đến độ bền ổ 𝑚  Kiểm nghiệm khả tải tĩnh ổ: Đối với ổ bi đỡ: Tải trọng tĩnh quy ước Qt 𝑄𝑡 = 𝑋𝑜 𝐹𝑟 + 𝑌𝑜 𝐹𝑎 Trong đó: Xo & Yo hệ số tải trọng hướng tâm hệ số tải trọng dọc trục Theo bảng 11.6 Tr221 [1] ,ổ bi đỡ dãy có Xo = 0,6 Yo = 0,50 ⇒ 𝑄𝑡 = 𝑋𝑜 𝐹𝑟 + 𝑌𝑜 𝐹𝑎 = 0,6 𝐹𝑟 < 𝐹𝑟 Lấy Qo = Qt = Fr = 1,06 (kN) < Co = 6,55(kN) Như vậy, khả tải tĩnh ổ đảm bảo  Trục III:  Chọn loại ổ lăn: Với tải trọng nhỏ có lực hướng tâm, dùng ổ bi đỡ dãy cho gối đỡ Với kết cấu trục hình chọn đường kính ngỗ trục hình d=17mm Chọn ổ bi đỡ dãy cỡ siêu nhẹ, vừa bảng P2.7 Tr254 [1] có: Ký hiệu ổ W 6205 d (mm) 25 D (mm) 52 B (mm) 15 r (mm) C (kN) 11,7 C0 (kN) 7,65  Kiểm nghiệm khả tải ổ lăn:  Các lực tác dụng vào ổ: Fx30 = 1153,2(N) Fy30 = 156,62(N) Fx31 = 749,22 (N) Fy31 = 81,6 (N) SVTH : NGÔ ĐẮC SANG 122 LỚP : CK-CĐT-04 BÁO CÁO ĐỒ ÁN GVHD : T.S NGUYỄN TRỌNG DU  Phản lực tổng tác dụng vào ổ: 2 2 𝐹𝑟0 = √𝐹𝑥30 + 𝐹𝑦30 = √1153,2 + 156,62 = 1163,8(𝑁) 2 + 𝐹𝑦31 = √749,222 + 81,62 = 753,7(𝑁) 𝐹𝑟1 = √𝐹𝑥31 →Kiểm nghiệm khả tải cho ổ ổ chịu tải lớn  Tải trọng động qui ước Q1   XVFr  YFa  kt k d (với Fa = (N)) Trong đó: - V : hệ số kể đến vòng quay Vòng quay → V = - kt : hệ số kể đến ảnh hưởng nhiệt độ Nhiệt độ làm việc không lớn, hộp giảm tốc công suất nhỏ → kt = - kd : hệ số kể đến đặc tính tải trọng Theo bảng 11.4 Tr215 [1], với va đập nhẹ → 𝑘𝑑 = (1 ÷ 1,2) Lấy kd = - Fr Fa : tải trọng hướng tâm tải trọng dọc trục 𝐹𝑟 = 1163,8(𝑁) = 1,16(𝑘𝑁)&𝐹𝑎 = 0(𝑁) - X & Y : hệ số tải trọng hướng tâm dọc trục: 𝐹 Theo bảng 11.3 Tr215 [1] ,với 𝑎 ≤ 𝑒 → X = Y = 𝑉.𝐹𝑟 𝑄1 = (𝑋𝑉𝐹𝑟 + YF𝑎 ) 𝑘𝑡 𝑘𝑑 = (1.1.1,16 + 0.0).1.1 = 1,16(𝑘𝑁) 𝑚 - Tải trọng động Cd tính theo cơng thức: 𝐶𝑑 = 𝑄1 √𝐿 Trong đó: - L : tuổi thọ tính triệu vịng quay - m : bậc đường cong thử ổ lăn - Lh : tuổi thọ ổ lăn (h) Do đó, 𝐿ℎ = 106 𝐿 60.𝑛 →𝐿= 60.𝑛.𝐿ℎ 106 = 60.69,6.30000 106 = 125,28 (triệu vòng) → 𝐶𝑑 = 𝑄1 √𝐿 = 1,16 √125,28 = 5,8 (kN) < C = 11,7 (kN) Tuy nhiên sai lệch nhỏ nên không ảnh hưởng nhiều đến độ bền ổ 𝑚  Kiểm nghiệm khả tải tĩnh ổ: Đối với ổ bi đỡ: Tải trọng tĩnh quy ước Qt Trong đó: Xo & Yo hệ số tải trọng hướng tâm hệ số tải trọng dọc trục SVTH : NGÔ ĐẮC SANG 𝑄𝑡 =123 𝑋𝑜 𝐹𝑟 + 𝑌𝑜 𝐹𝑎 LỚP : CK-CĐT-04 BÁO CÁO ĐỒ ÁN GVHD : T.S NGUYỄN TRỌNG DU Theo bảng 11.6 Tr221 [1] ,ổ bi đỡ dãy có Xo = 0,6 Yo = 0,50 ⇒ 𝑄𝑡 = 𝑋𝑜 𝐹𝑟 + 𝑌𝑜 𝐹𝑎 = 0,6 𝐹𝑟 < 𝐹𝑟 Lấy Qo = Qt = Fr = 1,16 (kN) < Co = 7,65 (kN) Như vậy, khả tải tĩnh ổ đảm bảo SVTH : NGÔ ĐẮC SANG 124 LỚP : CK-CĐT-04 BÁO CÁO ĐỒ ÁN GVHD : T.S NGUYỄN TRỌNG DU Chương : Thiết kế hộp giảm tốc 7.1 Tính kết cấu vỏ hộp : Vỏ hộp có nhiệm vụ đảm bảo vị trí tương đối chi tiết phận máy, tiếp nhận tải trọng chi tiết lắp vỏ truyền đến, đựng dầu bôi trơn chi tiết tránh bụi - Vật liệu làm vỏ hộp giảm tốc gang xám: GX 15-32 Chọn bề mặt lắp ghép nắp hộp thân qua tâm trục để lắp ghép chi tiết thuận tiện dễ dàng Bề mặt lắp nắp thân cạo mài, để lắp khít với nhau, lắp có lớp sơn lỏng sơn đặc biệt - Mặt đáy lỗ dốc phía lỗ tháo dầu với độ dốc từ 1𝑜 ÷ 3𝑜 Ngay chỗ tháo dầu lõm xuống - Kết cấu hộp giảm tốc đúc ⇒ Theo bảng 18.2 Tr85 [2] Quan hệ kích thước phần tử cấu tạo nên hộp giảm tốc đúc: Kí Giá Tên gọi Biểu thức tính tốn hiệu trị 𝛿 = 0,03𝑎 + > Chiều Thân hộp 𝛿 dày 𝛿1 𝛿1 = 0,9 𝛿 Nắp hộp 𝑒 = (0,8 ÷ 1)𝛿 e Chiều dày Gân h 55 tăng Chiều cao ℎ < 58 cứng Độ dốc Khoảng 2𝑜 Bulong 𝑑1 𝑑1 > 0,04𝑎 + 10 > 12 M17 M12 Bulong cạnh ổ 𝑑2 𝑑2 = (0,7 ÷ 0,8)𝑑1 Bulong ghép bích 𝑑3 𝑑3 = (0,8 ÷ 0,9)𝑑2 M10 Đường nắp than kính 𝑑4 𝑑4 = (0,6 ÷ 0,7)𝑑3 M8 Vít ghép nắp ổ Vít ghép nắp cửa 𝑑5 𝑑5 = (0,5 ÷ 0,6)𝑑4 M7 thăm Chiều dày bích 𝑆3 𝑆3 = (1,4 ÷ 1,8)𝑑3 16 thân hộp Mặt bích Chiều dày bích nắp 𝑆4 𝑆4 = (0,9 ÷ 1)𝑆3 15 ghép nắp hộp thân Bề rộng bích nắp 36 than SVTH : NGƠ ĐẮC SANG 125 Đơn vị mm mm mm mm o mm mm mm mm mm mm mm mm LỚP : CK-CĐT-04 BÁO CÁO ĐỒ ÁN Kích thước gối trục Đường kính ngồi Tâm lỗ vít Bề rộng mặt ghép bulong cạnh ổ Tâm lỗ bulong cạnh ổ Chiều cao h Mặt đế hộp Chiều dày Bề rộng mặt đế hộp GVHD : T.S NGUYỄN TRỌNG DU 𝐷3 𝐷2 𝐾2 𝐸2 C h 𝑆1 𝐾1 q bảng 18.2 Tr85 [2] bảng 18.2 Tr85 [2] 𝐾2 = 𝐸2 + 𝑅2 + (3÷5) 𝑅2 = 1,3𝑑2 𝐸2 ≈ 1,6𝑑2 𝐶 = 𝐷3/2 Phụ thuộc tâm lỗ bulong mặt tựa 𝑆1 ≈ (1,3 ÷ 1,5)𝑑1 𝐾1 = 3𝑑1 𝑞 ≥ 𝐾1 + 2𝛿 40 15,6 19,2 16 mm mm mm mm mm mm 26 51 69 mm mm mm Giữa bánh với ∆≥ (1 ÷ 1,2)𝛿 10 mm ∆ thành hộp Khe hở Giữa bánh lớn 40 mm ∆1 ∆1≥ (3 ÷ 5)𝛿 với đáy hộp chi tiết Giữa mặt bên ∆2 ∆2≥ 𝛿 10 mm bánh với Z Số lượng bulong Z = (𝐿 + 𝐵)/(200÷300) ** Chú ý: - a khoảng cách tâm,mm (a = 152mm) - Các trị số tính theo cơng thức làm trịn hay chọn theo tiêu chuẩn 7.2 Lắp bánh lên trục điều chỉnh khớp: - Để lắp bánh lên trục ta dùng mối ghép then chọn kiểu lắp H7/k6 chịu tải vừa va đập nhẹ - Để điều chỉnh ăn khướp hộp giảm tốc bánh trụ ta chọn chiều bánh nhỏ tăng 10% so với bánh lớn Kết cấu bánh răng: m d da df  1,25 21 24 18 Bánh chủ động cấp nhanh 1,25 129 131 126 Bánh bị động cấp nhanh Bánh chủ động cấp chậm 1,5 48 51 44 1,5 158 161 154 Bánh bị động cấp chậm Bảng dung sai kiểu lắp ghép: SVTH : NGÔ ĐẮC SANG 126 LỚP : CK-CĐT-04 BÁO CÁO ĐỒ ÁN GVHD : T.S NGUYỄN TRỌNG DU Trục I Trục II Trục III Dung sai Dung sai Dung sai Kiểu lắp Kiểu lắp Kiểu lắp (μm) (μm) (μm) +21 +21 0 Bánh 𝐻7 𝐻7 Φ20 𝑘6 Φ25 𝑘6 +15 +15 +2 +2 +21 +21 +21 Vỏ hộp Φ32𝐻7 Φ47𝐻7 Φ52𝐻7 0 Ổ lăn Trục - Ổ +12 +15 +15 Φ12𝑘6 Φ20𝑘6 Φ25𝑘6 lăn +1 +2 +2 Kiểu lắp SVTH : NGÔ ĐẮC SANG 127 LỚP : CK-CĐT-04 BÁO CÁO ĐỒ ÁN GVHD : T.S NGUYỄN TRỌNG DU Phần : Kết luận Như sau tháng kể từ nhận đề tài, với cách làm việc giúp đỡ tận tình thầy TS Nguyễn Trọng Du, nhóm chúng em hoàn thành nhiệm vụ đồ án giao với cơng việc như:  Tìm hiểu chế hoạt động, cách thức vận hành xe hàng kho hàng tự động  Tính tốn thiết kế thành phần cấu thành xe hàng trục, động cơ, bánh răng, lăn Tuy nhiên khoảng thời gian hạn chế nên việc tính tốn dừng lại mức bản, số cấu, vị trí chưa thực tối ưu giá tính cơng nghệ Để đầy đủ chúng em cần phải trực tiếp chế tạo xem xét hoạt động kho hàng tự động thực tế Trong trình làm đồ án lượng kiến thức cịn hạn hẹp nên khơng thể tránh khỏi sai sót Rất mong giúp đỡ đóng góp thầy bạn Chúng em xin chân thành cảm ơn ! Tài liệu tham khảo:  Tài liệu: [1] Tính tốn thiết kế hệ dẫn động khí - Trịnh Chất, Lê Văn Uyển [2] Tính tốn thiết kế hệ dẫn động khí - Trịnh Chất, Lê Văn Uyển [3] Sổ tay thiết kế khí tập – Hà Văn Vui, Nguyễn Chỉ Sáng, Phan Đăng Phong [4] Dung sai lắp ghép – Ninh Đức Tốn  Website: [5] https://www.skf.com/group/products/rolling-bearings/ball-bearings/deepgroove-ball-bearings [6] https://us.blog.kardex-remstar.com/types-of-automated-storage-andretrieval-systems SVTH : NGÔ ĐẮC SANG 128 LỚP : CK-CĐT-04 BÁO CÁO ĐỒ ÁN SVTH : NGÔ ĐẮC SANG GVHD : T.S NGUYỄN TRỌNG DU 129 LỚP : CK-CĐT-04 ... quan kho hàng tự động 1.1 Giới thiệu chung kho hàng tự động 1.2 Tìm hiểu hệ thống kho hàng tự động Phần : Phân tích ngun lý thơng số kỹ thuật Phần : Tính tốn thiết kế hệ... NGUYỄN TRỌNG DU 1.2 Tìm hiểu hệ thống kho hàng tự động : Kho hàng tự động hệ thống lấy cất hàng hóa tự động với công nghệ đại, sử dụng nhà kho hồn tồn tự động Hệ thống gồm có phần phần mềm phần... robot lấy cất hàng phần mềm quản lý hàng hóa ⚫ Phần cứng bao gồm hệ thống giá kệ cố định, robot lấy cất hàng ,hệ thống băng tải vận chuyển hàng hệ thống tự động trả hàng Kho hàng tự động đời giải