BÁO cáo đồ án THIẾT kế hệ THỐNG cơ KHÍ đề tài THIẾT kế hệ THỐNG KHO HÀNG tự ĐỘNG

Tổng quan về kho hàng tự động

Tìm hiểu chung về hệ thống lưu trữ hàng hóa

Trong bối cảnh công nghiệp hóa và hiện đại hóa, sản xuất đang phát triển mạnh mẽ, dẫn đến nhu cầu hàng hóa ngày càng tăng Điều này đã tạo ra nhu cầu cấp thiết về các kho hàng hiện đại, nhằm đáp ứng yêu cầu sản xuất và khắc phục những hạn chế của các kho hàng truyền thống.

Hiện nay, trên thế giới có nhiều hệ thống lưu trữ hàng hóa đa dạng về thiết bị và phương thức thực hiện Chủ yếu, các hệ thống này sử dụng nhân công để bốc dỡ hàng hóa, trong đó các máy nâng do người lái điều khiển được sử dụng để sắp xếp hàng hóa vào kho.

Nhìn chung, các nhà kho hiện nay có các nhược điểm:

- Sử dụng nhiều diện tích để chứa hàng hóa.

- Không phân loại được các hàng hóa khác nhau (các hàng hóa thường để chung với nhau trong 1 kho).

- Không bảo vệ hàng hóa tốt khi nhiều số lượng (hàng chồng lên nhau).

- Rất khó kiểm tra số lượng hàng hóa ra trong kho.

Với sự phát triển của hệ thống sắp xếp hàng hóa tự động, việc quản lý và lưu trữ hàng hóa trở nên nhanh chóng và hiệu quả hơn Các robot được sử dụng để vận chuyển hàng hóa vào và ra khỏi kho, giúp nâng cao chất lượng bảo quản và kiểm soát hàng hóa Mặc dù đầu tư vào thiết bị hiện đại tốn kém, nhưng lợi ích mang lại như tiết kiệm nhân công và tối ưu hóa quy trình quản lý kho là rất đáng giá.

Hệ thống cất lấy hàng hóa tự động ARSR (Automated Storage and Retrieval System)

Hệ thống lấy hàng tự động hiện đại này được thiết kế cho các kho hàng hoàn toàn tự động, bao gồm hai thành phần chính: phần mềm và phần cứng.

- Phần mềm bao gồm phần mềm quản lý các robot lấy hàng và phần mềm quản lý hàng hóa.

Hệ thống phần cứng trong kho bao gồm kệ giá cố định, robot tự động lấy và cất hàng, băng tải vận chuyển hàng hóa, cùng với các cửa tự động để xuất nhập hàng.

TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com

Hình 1.2 Các ngăn chứa hàng và cơ cấu lấy hàng của hệ thống ASRS

Giải pháp này được xem là tối ưu cho kho hàng nhờ vào những ưu điểm nổi bật và mức đầu tư hợp lý mà nó mang lại.

Giải pháp lưu trữ với mật độ cao tận dụng chiều cao và đường chạy của robot nhỏ, giúp tiết kiệm diện tích sử dụng hơn so với các giải pháp khác, đồng thời vẫn đảm bảo khả năng lưu trữ tương đương.

- Tốc độ xuất nhập hàng hóa cao

- Không cần hệ thống chiếu sáng

- Công nghệ chuyển làn cho phép chỉ cần một robot cho một nhà kho giúp tiết kiệm đáng kể chi phí đầu tư.

- Không cần hệ thống chiếu sáng, do đó tiết kiệm chi phí đầu tư hệ thống chiếu sáng, chi phí bảo trì, chi phí vận hành.

- Không sử dụng lao động trong kho: tiết kiệm chi phí nhân công, quản lý, bảo mật và thiết bị hỗ trợ.

- Quản lý hàng hóa chuyên nghiệp và hiệu quả nhờ các phần mềm quản lý kết hợp với công nghệ mã vạch giúp giảm chi phí quản lý.

Hệ thống cơ khí trong một nhà kho tự động bao gồm một rô bốt hoạt động trên ba trục, di chuyển trên các đường ray để vận chuyển hàng hóa vào kho Bên cạnh đó, hệ thống băng chuyền được sử dụng để phân phối sản phẩm trong quá trình xuất nhập.

TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com Đồ án thiết kế hệ thống cơ khí – cơ điện tử thông minh TS Nguyễn Kiên Trung

Cấu trúc cơ bản của một hệ thống kho hàng tự động

Cấu trúc chính của nhà kho tự động bao gồm nhiều hành lang với máy xếp, dỡ tự động dọc theo mỗi hành lang Hai bên hành lang là các khoang chứa hàng, trong khi đầu mỗi hành lang có trạm xếp dỡ Các trạm này được kết nối với nhau thông qua hệ thống băng chuyền.

Tổng quan, một kho hàng tự động được cấu thành từ 3 phần:

- Hệ thống vận chuyển Bao gồm: xe chở hàng, hệ dẫn hàng,…

- Hệ thống xuất nhập Bao gồm: cơ cấu lấy hàng

- Hệ thống lưu giữ Bao gồm: kho hàng và nhà kho

Hình 1.3 Hệ thống kho hàng tự động

Hệ thống dẫn động của kho hàng

Hệ thống xuất nhập

Hệ thống xuất nhập kho tự động có thể sử dụng nhiều phương thức khác nhau như nhân công, thẻ từ, tích kê, mã vạch, máy tính và camera Trong bài viết này, tôi sẽ giới thiệu về phương pháp xuất nhập hàng hóa bằng mã vạch và mã QR.

Mã vạch (Barcode) là hình gồm nhiều sọc đứng rộng và hẹp được in để đại diện cho các mã số dưới dạng máy có thể đọc được.

Mã sọc theo tiêu chuẩn Universal Product Code (UPC) được in trên hầu hết sản phẩm tại siêu thị Khi mã sọc được quét qua thiết bị quét quang học, máy tính sẽ đối chiếu số hiệu sản phẩm với cơ sở dữ liệu để cung cấp thông tin chính xác liên quan đến mã đó.

Công nghệ mã vạch trong kho tự động giúp quản lý hàng hóa hiệu quả Mỗi sản phẩm khi nhập kho sẽ được gán một nhãn mã vạch tương ứng với vị trí lưu trữ Mã vạch này được lưu trữ và xử lý bởi máy tính, sau đó truyền qua PLC để đưa hàng đến đúng vị trí Quy trình xuất hàng diễn ra hoàn toàn ngược lại, đảm bảo tính chính xác và nhanh chóng trong quản lý kho.

Tương tự với mã QR (Quick Response), định nghĩa là hình mã hai chiều gồm các ma trận có thể giải mã được ở tốc độ cao

Trong các kho hàng lớn với đa dạng mẫu mã sản phẩm, mã QR ngày càng trở nên phổ biến nhờ khả năng tích hợp với các ứng dụng quản lý và hệ thống quét từ camera điện thoại hoặc máy quét.

Hệ thống lưu trữ

Giá chứa hàng, hay còn gọi là giá để hàng, là thiết bị quan trọng dùng để nâng đỡ và bảo quản hàng hóa cho nhiều ngành nghề khác nhau Có nhiều loại giá để hàng đa dạng về tải trọng, kiểu dáng và mục đích sử dụng, giúp bảo vệ hàng hóa khỏi ẩm ướt, hư hỏng và rơi vỡ Những giá hàng hóa có trọng tải nặng không chỉ tối ưu hóa không gian kho chứa mà còn mang lại sự gọn gàng, thông thoáng, từ đó tạo điều kiện thuận lợi cho việc quản lý xuất nhập hàng hóa.

Giá để hàng bao gồm các thành phần chính như đế giá hàng, ốc vít, bulông đai ốc và giá đỡ Đối với những giá để hàng có trọng tải nặng, cần bổ sung thêm các thanh đỡ và thanh beam phía dưới mỗi tầng giá đỡ để đảm bảo tính ổn định và an toàn.

Các mẫu giá hàng được sử dụng phổ biến hiện nay rất đa dạng, phụ thuộc vào tải trọng mà chúng có thể chịu đựng và nhu cầu sử dụng của người tiêu dùng.

Giá tải trọng nặng là loại kệ được thiết kế với nhiều tầng, có khả năng lưu trữ hàng hóa với trọng tải lên đến hàng nghìn kg mỗi tầng.

Loại kệ này thường được sử dụng trong các kho hàng tại các khu công nghiệp, nhà máy…

Giá kệ chứa pallet là hệ thống kệ chuyên dụng cho việc lưu trữ hàng hóa nặng, hiện đang được sử dụng rộng rãi Hệ thống này có khả năng chứa đựng hàng hóa với trọng lượng từ 800 đến 6000kg mỗi tầng, mang lại giải pháp hiệu quả cho việc quản lý kho bãi.

● Giá kệ Driver in racking: là loại kệ có trọng tải lớn chứa pallet kho hàng đồng nhất sản phẩm, mật độ hàng hóa lớn.

● Giá khuôn: đây là mẫu kệ chứa hàng có trọng tải nặng thường được sử dụng trong các ngành cơ khí, công nghiệp xe hơi, tàu biển…

Giá tải trung bình là loại kệ chứa hàng nhiều tầng, với mỗi tầng được ngăn cách bởi mâm tole hoặc ván ép Mỗi tầng có khả năng chịu tải trọng từ 300 đến 700 Kg, rất phù hợp cho việc lưu trữ và chứa đựng đa dạng các loại hàng hóa.

Phần mềm quản lý kho giúp người quản lý kiểm soát hiệu quả mọi hoạt động liên quan đến hàng hóa Bằng cách theo dõi thông tin và số lượng hàng tồn kho, phần mềm giảm thiểu khả năng hàng hóa bị loại bỏ do hết hạn hoặc lưu trữ quá mức TIA Portal V15 của Siemens là một giải pháp tuyệt vời để đáp ứng những yêu cầu này.

* Tối ưu hóa việc lưu kho:

Quá trình nhập và xuất hàng được quản lý liên tục thông qua phần mềm quản lý kho, dựa trên các điều kiện tối ưu mà người dùng thiết lập Điều này giúp đảm bảo hàng hóa luôn được lưu trữ với số lượng phù hợp, từ đó giảm thiểu tình trạng tồn đọng vốn.

* Tự động hóa quá trình nhập / xuất hàng:

Thời gian và công sức trong quá trình giao nhận hàng được tối ưu hóa, giúp người sử dụng không cần phải tìm kiếm vị trí lưu trữ hàng hóa trong kho, cũng như không phải lo lắng về việc tìm kiếm món hàng đúng yêu cầu.

* An toàn phòng chống cháy nổ cho nhà kho:

Trong không gian kho chứa, cần lắp đặt hệ thống báo động với các detector khói và nhiệt Hệ thống này sẽ kích hoạt còi báo động 90 dB trong hành lang chung khi phát hiện hỏa hoạn.

Trong khuôn khổ đồ án này, chúng em chưa áp dụng phần này, nhưng đây là một hướng mở rộng tiềm năng cho đồ án tốt nghiệp trong tương lai.

Nguyên lý hoạt động của hệ thống dẫn động cho kho hàng tự động

Quá trình xuất nhập hàng

- Yêu cầu: Nhanh, chính xác an toàn hệ thống

- Nhiệm vụ: Nhận hàng, trả hàng

Trong hệ thống, mỗi hàng hóa sẽ được gán một mã QR in trên hóa đơn của người gửi hàng Nhân viên điều khiển sẽ quét mã QR này khi thực hiện việc lấy hàng trả.

Khi nhận hàng, người điều khiển sẽ đặt hàng lên pallet và đưa vào băng tải, sau đó hàng được chuyển tự động vào ngăn chứa trống Sau khi hoàn tất việc cất hàng, người gửi sẽ nhận được một thẻ QR tương ứng với ngăn chứa.

Khi cần trả hàng, người điều khiển chỉ cần xác định vị trí ngăn hàng qua mã vạch, sau đó ra lệnh cho tay máy di chuyển đến vị trí đó để lấy hàng Quá trình lấy hàng của tay máy hoàn toàn tự động, giúp tiết kiệm thời gian và nâng cao hiệu quả trong quản lý kho.

Quá trình vận chuyển

- Yêu cầu: Nhanh – chính xác - ổn định – an toàn – chắc chắn – dễ lắp đặt, dễ bảo dưỡng…

- Nhiệm vụ: - Chuyển hàng từ khay nhận hàng vào các ngăn còn trống khi có lệnh nhận hàng.

- Lấy hàng từ các ngăn có hàng được chọn khi có lệnh trả hàng

- Giải pháp: Vận chuyển vào bằng xe nâng hàng, robot, … đưa vào hệ thống dẫn băng tải

Có tín hiệu lấy: Tay lấy hàng vươn ra và cất hàng và ô hàng còn trống.

Quá trình lưu kho

● Dễ dàng bảo trì bảo dưỡng để sử dụng lâu dài…

+ Lưu giữ hàng khi hàng được gửi vào, cứng vững, có độ bền và tuổi thọ cao

+ Báo tín hiệu điều khiển là còn trống hay đã có hàng

+ Lập trình hệ thống trên phần mềm điều khiển PLC, quy định mỗi ô có một mã

QR tương ứng với tọa độ.

+ Trạng thái của ô hàng sẽ được xác định bởi đèn báo trên hệ thống, khi đầy thì sẽ không cất hàng lên ô đó nữa.

Sử dụng công tắc hai tiếp điểm trên hộp điều khiển cầm tay giúp người điều khiển dễ dàng đưa hàng vào ngăn Khi bật công tắc, xe sẽ tự động chuyển hàng vào vị trí tương ứng, và đèn LED trên hộp sẽ sáng lên, thông báo rằng hàng đã được gửi vào ngăn.

Khi lấy hàng ra khỏi ngăn, người điều khiển tắt công tắc 2 tiếp điểm, làm đèn LED tắt và xe di chuyển để lấy hàng Để trả hàng, chủ hàng đưa vé cho nhân viên điều khiển để tính tiền, sau khi hoàn tất, nhân viên đóng công tắc để hệ thống thực hiện quá trình trả hàng.

Các bộ phận chuyển động chính của kho hàng tự động

Hệ thống nâng hạ trục Z

Bệ đỡ nâng hạ bàn máy trục Y được thiết kế với hai trục đỡ cố định, cho phép di chuyển trượt dễ dàng Hệ thống dẫn hướng sử dụng rãnh trượt tròn, được kéo bởi hệ thống đai, với hai đầu cố định bằng puli; một đầu gắn động cơ trên đế trục Z và đầu còn lại treo đối xứng trên cao.

Chiều chuyển động của bệ đỡ bị giới hạn bởi chiều cao của cụm Z, trong khi việc dừng và kiểm soát hành trình của giá nâng phụ thuộc vào các thông số được cung cấp từ hệ thống điều khiển.

Hệ thống lấy hàng trục Y

Hệ thống bao gồm một tay lấy hàng Y, có khả năng lấy và cất hàng trên kệ, di chuyển trên thanh trượt hình chữ nhật Hệ dẫn động sử dụng truyền động đai, phù hợp cho các yêu cầu tải trọng thấp hơn so với hai hệ thống khác.

Chiều chuyển động vào ra của tấm bắt với cụm Z được giới hạn trong một khoảng nhất định Hệ thống có khả năng hoạt động song song hoặc bị khống chế hành trình, tùy thuộc vào các thông số điều khiển được nhập từ hệ thống điều khiển.

=> Ta có thông số hàng hóa, kho hàng để thiết kế hệ thống lấy hàng tự động

Kích thước Khối lượng Hành trình di chuyển (m)

TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ DẪN ĐỘNG CƠ KHÍ 2.1 Tính toán động học cho cơ cấu vận chuyển (trục X)

Tính toán chọn động cơ bộ truyền pulley-đai răng

Đai răng là loại đai có bề mặt trong với các gờ hình thang, tròn hoặc cong, tương tự như đai dẹt Các bánh đai cũng được thiết kế với các rãnh tương ứng, giúp bộ truyền hoạt động hiệu quả nhờ sự ăn khớp giữa đai và các răng của bánh đai.

+ Trọng lượng của cả cơ cấu tác dụng lên ray dẫn ⃗

+ Lực ma sỏt giữa con trượt và thanh ray dẫn ⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗ F ms = à ⃗⃗ với à = 0.004 nờn | ⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗ F ms | rất nhỏ nờn ta coi như ảnh hưởng của lực ma sỏt là khụng cú

+ Lực kéo tác dụng lên xe ⃗⃗⃗⃗ F k

Do ảnh hưởng của lực ma sát rất nhỏ và trọng lượng của cơ cấu tác động lên đai cũng nhẹ, xe có thể chuyển động dễ dàng hơn.

= ma ⃗ với a⃗ là gia tốc của bàn xe chạy

Vận tốc mong muốn của xe là v m/p =

Khi đó v = v 0 + at với v 0 = 0 và t = (mong muốn) suy ra a = = = 1 m/s 3 1

Công suất làm việc của trục động cơ :

Chọn hiệu suất của bộ truyền đai: η đc = 0,96

Sử dụng 4 gối đỡ có ổ lăn : η ol = 0,99

Công suất cần thiết của trục động cơ:

Số vòng quay của bánh đai để đạt vận tốc v :

TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com v

= 60000 π.D = 60000 50π = 127.3 9 v/p ( Trong đó D là đường bánh đai chọn sơ

⇨ chọn động cơ bước có P = 0,1 Kw, số vòng quay n đc c = 130 (v/p) 2.1.2 Tính toán bộ truyền

Môđun m được xác định theo công thức:

3 P 1 m= k √ với : + P = 0,1Kw là công suất truyền n

+ k5 do đai gờ hình thang

2.Xác định các thông số bộ truyền :

Sử dụng 2 bánh đai giống nhau nên z 1 = z 2 và tỉ số truyền u=1 Với vận tốc bánh đai là 130 v/p theo bảng 4.29

⇨ Chiều dài đai L = p đc = 9,42 311 = 2929,62 mm

Chiều dài theo đường trung hoà chọn theo dãy tiêu chuẩn sau:

⇨ Theo dãy tiêu chuẩn trên chọn L= 3150 mm

Để tính toán kích thước của bánh đai, ta có công thức a = (2980 + √(2980²))/4 = 1490 mm Đường kính vòng chia của các bánh đai được xác định là d1 = d2 = m.z1 = 3.18T mm Đường kính ngoài của bánh đai được tính bằng công thức d a1 = d a2 = m.z1 - 2δ, với δ = 0,6 mm (theo bảng 4.27), đại diện cho khoảng cách từ đáy răng đến đường trung bình chịu tải.

=> d a 1 = d a 2 = m z 1 - 2 δ = 54-2.0,6R,8mm Số răng đồng thời ăn khớp trên 1 bánh đai z 0 =z 1 α 1 /360 = 18.180/360 = 9 với α 1 là góc ôm trên bánh đai 1 3 Kiểm nghiệm đai về lực vòng riêng

Lực vòng trên đai phải thỏa mãn điều kiện:

TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com Đồ án thiết kế hệ thống cơ khí – cơ điện tử thông minh TS Nguyễn Kiên Trung q= F t K đc /b +q m v 2 ≤[q] với :

K đc = 1: hệ số tải trọng động b2 mm q m = 0,004 : Khối lượng 1 mét đai

Mặt khác [q] = [q 0 ] C z C u do số răng ăn khớp > 6 nên C z =1

[q 0 ]= 10 N/mm: Lực vòng riêng cho phép

⇨ Từ (1) và (2) đai thỏa mãn bền khi kiểm theo lực vòng riêng 4 Xác định lực căng ban đầu và lực tác dụng lên trục

Do vận tốc bánh đai v=1/3 (m/s) nhỏ hơn 20 m/s nên F r = (1,0 ÷ 1,2) F t = (1,0 ÷ 1,2) 300 = 300 ÷ 360 (N)

Bảng thông số bánh đai răng :

Thông số Kí hiệu Kết quả

● Đường kính đỉnh răng,mm ● da ● da1= 52,8

● Đường kính đáy răng, mm ● df ● df1-1,8m= 47,4

● Đường kính vòng chia,mm ● d ● d1 54

Kích thước của profin rãnh

● Chiều rộng nhỏ nhất của ● S ● 3,2 rãnh,mm

● Bán kính góc lượn,mm ● r1 ● 0,7

2.1.3 Tính toán lựa chọn ray dẫn hướng :

● Sử dụng thép C45 có [ ] = 36 kg/mm 2 = 352,8 MPa

● Sử dụng ray dẫn hướng tròn với tiết diện là diện tích hình tròn đường kính

● Ray dẫn hướng chịu tác dụng của trọng lượng cơ cấu ⃗ P , lực quán tính của cơ cấu chạy dọc theo z : ⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗ F qtz

● Khi đó lực ray phải chịu là ⃗⃗

Do có 2 ray dẫn hướng nên mỗi ray chịu |F ⃗ | max1 = 593/2 = 296,5 N ⇨ Cho |F ⃗ | max1 = 300N = P 1 để xét

⇨ Vị trí 2 : 1 đặt ở gần gối đỡ thanh ray

Qua 2 vị trí của P1 thì chọn trường hợp 1 do có M xmax = 75 (N.m)

⇨ mặt khác ∶ [σ] = 352,8 (MPa) => Để đảm bảo bền thì : σmax ≤ [σ]

⇨ Chọn ray dẫn có D=2R mm

Biểu đồ chuyển vị của dẫn hướng :

Bán kính ray (mm) σ max (MPa) [σ] ( MPa)

2.1.4 Kiểm bền đai khi đưa về bài toán thanh chịu kéo Đai đưa về dạng thanh với:

+ Chiều dài xét là Lx00mm

+ Tiết diện của thanh là S8 10 −6 m 2 do: Chiều rộng đai H= 4mm , bề rộng đai b2mm

+ Vật liệu PU với [ ] = 8,19 MPa = 8,19 10 6 (N/ 2 )

+ Đai chịu tác dụng của :

Lực quán tính : ⃗⃗⃗⃗⃗ Fqt – lực quán tính của xe theo phương x với | ⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗

⇨ Tổng lực đai chịu F ⃗⃗⃗⃗ đc =F ⃗⃗⃗⃗ k + ⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗

⇨ Xét trường hợp |F ⃗⃗⃗⃗ đc | max = | F ⃗⃗⃗⃗ k | + |F ⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗ qtx | => c = 60+600 N

Biểu đồ chuyển vị theo trục X :

2.2 Tính toán động học cho cơ cấu lấy hàng (trục Y)

Sử dụng bộ truyền đai rang

+ trọng tải cơ cấu m = 5 kg

+ Đường kính chia bánh đai sơ bộ d = 32mm

+ thời gian tăng tốc mong muốn t = 0,02 s

Vận tốc mong muốn v = v0 + at nên a = Ta có ma sát giữa thanh con trượt và thanh ray rất nhỏ nên Fms bỏ qua do đó: Fk = Fqt m v

%N Công suất làm việc của trục động cơ: đc =

Ta chọn hiệu suất của bộ truyền đai: d = 0,96

Hiệu suất 3 gối đỡ có ổ lăn có: ol = 0,993 = 0,97

Số vòng quay của bánh đai để đạt vận tốc:

● chọn động cơ bước có P = 0,01 Kw, số vòng quay đc = 60 (v/p)

Sử dụng đai răng gờ hình thang

1.Môđun m được xác định theo công thức thực nghiệm: m= k 3

+ P = 0,01Kw là công suất truyền

+ =1 là hệ số tải trọng động

= 1,93 chọn m=2 => bước răng p= 6,28 mm (bảng 4.27)

2.Chiều rộng đai b: tra bảng 4.28 chọn b,5 mm

3.Xác định các thông số bộ truyền:

Với vận tốc bánh đai là 60 v/p theo bảng 4.29 ta chọn 1 = 2

Số răng zp của đai theo dãy tiêu chuNn sau: 40, 42, 45, 48, 50, 53, 56, 63,

⇨ Chiều dài đai L = p đc = 6,28 100 = 628 mm

Chiều dài theo đường trung hoà chọn theo dãy tiêu chuẩn sau: 400, 450,

● Đường kính vòng chia của các bánh đai d 1 = d 2 = m z 1 =2.162 mm

● Đường kính ngoài của bánh đai d a 1 = d a 2 = m z 1 - 2 δ với δ =0,6 mm ( bảng 4.27) , δ là khoảng cách từ đáy răng đến đường trung bình chịu tải

● Số răng đồng thời ăn khớp trên 1 bánh đai z 0 =z 1 α 1 /360 = 16.180/360 = 8 với α 1 = 180°

4 Kiểm nghiệm đai về lực vòng riêng

+ K đc = 1 : hệ số tải trọng động

+ do số răng ăn khớp > 6 nên C z =1

+ [q 0 ]= 10 N/mm : Lực vòng riêng cho phép

⇨ Từ (1) và (2) đai thỏa mãn bền khi kiểm theo lực vòng riêng

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

Do vận tốc bánh đai v=0,1 (m/s) nhỏ hơn 20m/s nên

Bảng thông số bánh đai răng:

● Đường kính đỉnh răng, mm ● ● 1 = 2 = 30,8

● Đường kính đáy răng, mm ● ● 1= 2= 1-1,8m= 27,2

● Đường kính vòng chia, mm ● d ● 1= 2= 32

● Chiều rộng nhỏ nhất của ● S ● 1,8 rãnh, mm

● Bán kính góc lượn,mm ● 1 ● 0,5

2.3 Tính toán động học cho cơ cấu nâng hạ (trục Z)

Cơ cấu sử dụng: truyền động đai như cơ cấu X

2.3.1 Tính toán chọn động cơ

+ Trọng lượng của cả cơ cấu Z là ⃗

+ Lực ma sỏt giữa con trượt và thanh ray dẫn ⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗ F ms = àP ⃗ với à a = 1031.64 mm

- Đường kính vòng chia của các bánh đai d 1 = m z 1 = 16*3 H (mm) d 2 = m z 2 = 16*3 = 48 (mm) Đường kính ngoài của bánh đai d a1 = d a2 = m z 1 - 2δ với δ=0,6 mm ( bảng 4.27)

, δ là khoảng cách từ đáy răng đến đường trung bình chịu tải => d a 1 = d a 2 = m z 1 - 2 δ = 48-2.0,6F.8mm

- Số răng đồng thời ăn khớp trên bánh đai: z 0 = z 1 α 1 /360 0

Trong đó góc ôm trên bánh đai α 1 = 180 0 − [ m(z 2 −z 1 ) ] 57,3 0 a

Lực vòng trên đai phải thỏa mãn điều kiện: q= F t Kđc/b +q m v 2 ≤[q] với :

K đc = 1: hệ số tải trọng động b mm q m = 0,004: Khối lượng 1 mét đai

20 Mặt khác [q] = [q 0 ] C z C u do số răng ăn khớp > 6 nên C z =1

4 Xác định lực căng ban đầu và lực tác dụng lên trục

Do vận tốc bánh đai v=0.5 (m/s) nhỏ hơn 20m/s nên F r = (1,0 ÷ 1,2) F t = (1,0 ÷ 1,2) 200 = 200 ÷ 240 (N)

● Đường kính đỉnh răng,mm ● ● 1 = 2 = 46.8

● Đường kính vòng chia,mm ● d ● 1= 2= 58

CHƯƠNG 3: THỐNG SỐ ĐỘNG CƠ, ĐAI RĂNG, PULLY, THANH

DẪN HƯỚNG VÀ CON TRƯỢT ĐƯỢC CHỌN SAU KHI TÍNH TOÁN.

3.1.4 Ray dẫn hướng có đế và con trượt.

Belt number Number of teeth Belt Length(mm)

Tính toán lựa chọn ray dẫn hướng