Tính toán và thi t k ế ế ệ h thống cơ khí khung nâng xe

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 download by : skknchat@gmail.com 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 thông 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 môn giúp em hoàn 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 download by : skknchat@gmail.com 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 toán 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 download by : skknchat@gmail.com 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 : NGÔ ĐẮC SANG LỚP : CK-CĐT-04 download by : skknchat@gmail.com BÁO CÁO ĐỒ ÁN GVHD : T.S NGUYỄN TRỌNG DU bảo quản tốt, thuận tiện cho việc quản lý kiểm sốt, 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 công lao động, nhiều công ty giới trang bị hệ thống kho hàng tự động cho văn phịng, 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 ho ạt 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 download by : skknchat@gmail.com 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 cơng 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 công 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 Ngồi 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 download by : skknchat@gmail.com 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 cơng, 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 thực phân loại sản phẩm vào khu vực thích hợp SVTH : NGƠ ĐẮC SANG LỚP : CK-CĐT-04 download by : skknchat@gmail.com 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 download by : skknchat@gmail.com 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) thông 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 download by : skknchat@gmail.com 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 download by : skknchat@gmail.com ... vận h? ?nh ⚫ Th? ?t tho? ?t nhi? ?t thấp: th? ?t tho? ?t nhi? ?t xuống đ? ?t, qua cửa vào, bù nhi? ?t cho h? ?? thống chiếu sáng nguồn th? ?t nhi? ?t kho lạnh Sử dụng diện t? ?ch nhỏ giải pháp khác nên th? ?t tho? ?t nhi? ?t xuống... lấy h? ?ng h? ?a Thi? ? ?t k? ?? h? ?? thống Cơ Khí – Cơ Điện T? ?? thơng minh u cầu c? ?t lõi sinh viên ngành Cơ Khí nói chung sinh viên Cơ Điện T? ?? nói riêng Đồ án thi? ? ?t k? ?? h? ?? thống Cơ Khí – Cơ Điện T? ?? thông minh... nghệ chuyển đường cho phép cần robot cho nhà kho giúp ti? ?t kiệm đáng k? ?? chi phí đầu t? ? ⚫ Khơng cần h? ?? thống chiếu sáng,do ti? ?t kiệm chi phí đầu t? ? h? ?? thống chiếu sáng, chi phí bảo trì, chi phí