1. Trang chủ
  2. » Luận Văn - Báo Cáo

Thiết kế và chế tạo băng chuyền vận chuyển trứng trong bếp

92 10 0

Đang tải... (xem toàn văn)

Tài liệu hạn chế xem trước, để xem đầy đủ mời bạn chọn Tải xuống

THÔNG TIN TÀI LIỆU

Thông tin cơ bản

Tiêu đề Thiết Kế Và Chế Tạo Băng Chuyền Vận Chuyển Trứng Trong Bếp
Tác giả Ngô Huỳnh Trấn Nam, Trần Xuân Tiến, Trần Tuấn Anh
Người hướng dẫn ThS. Vũ Thế Mạnh
Trường học Trường Đại Học Công Nghệ Tp. Hồ Chí Minh
Chuyên ngành Kỹ Thuật Cơ Khí
Thể loại Đồ Án Tốt Nghiệp
Thành phố Tp. Hồ Chí Minh
Định dạng
Số trang 92
Dung lượng 4,61 MB

Cấu trúc

  • 1. Tính cấp thiết của đề tài (16)
  • 2. Tình hình nghiên cứu (17)
  • 3. Mục đích nghiên cứu đề tài (17)
  • 4. Nhiệm vụ nghiên cư ́ u đề tài (17)
  • 5. Phương pháp nghiên cứu (17)
  • 6. Các kết quả đạt được (18)
  • 7. Kết cấu của đồ án (18)
  • CHƯƠNG 1 GIỚI THIỆU (19)
    • 1.1 Vai trò của sản phẩm (19)
      • 1.1.1 Đối với doanh nghiệp (19)
      • 1.1.2 Đối với các hộ kinh doanh (20)
      • 1.1.3 Đối với cộng đồng và xã hội (21)
    • 1.2 Tổng quan về băng tải , cấu tạo và nguyên lý hoạt động (22)
      • 1.2.1 Tổng quan (22)
      • 1.2.2 Cấu tạo tổng thể (23)
      • 1.2.3 Nguyên lý hoạt động (24)
    • 1.3 Phân loại băng tải (24)
      • 1.3.1 Băng tải cố định (24)
      • 1.3.2 Băng tải di động (25)
      • 1.3.3 Ứng dụng (25)
  • CHƯƠNG 2 TỔNG QUAN GIẢI PHÁP (26)
    • 2.1 Đối tươ ̣ng khách hàng sử du ̣ng nhóm đang hướng đến (26)
    • 2.2 Ca ́ c giải pháp đang đươ ̣c sử du ̣ng để giải quyết vấn đề (27)
    • 2.3 Như ̃ng nguyên nhân cu ̣ thể (29)
    • 2.4 Ca ́ c tiêu chí cơ bản nhóm đề ra thiết kế , và chế ta ̣o băng chuyền (29)
  • CHƯƠNG 3 PHƯƠNG PHÁP GIẢI QUYẾT (31)
    • 3.2 Hê ̣ thống điều khiển và ma ̣ch đếm (31)
    • 3.3 Nguyên lý hoạt động (33)
  • CHƯƠNG 4 QUI TRÌNH THIẾT KẾ (35)
    • 4.1 Giơ ́ i thiê ̣u các linh kiê ̣n liên quan (35)
      • 4.1.1 Tổng quan về Arduino (35)
      • 4.1.2 Vi điều khiển (37)
      • 4.1.3 Nguồn (38)
      • 4.1.4 Các cổng In/Out (39)
      • 4.1.8 Chọn vật liệu chế tạo băng tải (45)
    • 4.2 Ti ́nh toán các thông số cơ bản của băng tải (46)
      • 4.2.1 Năng suất yêu cầu (46)
      • 4.2.2 Chiều dài băng tải (46)
      • 4.2.3 Góc nghiêng đặt băng (46)
      • 4.2.4 Vận tốc băng tải (46)
      • 4.2.5 Xác định chiều rộng băng tải (47)
      • 4.2.6 Xác định công suất dẫn động băng tải (48)
      • 4.2.7 Xác định lực kéo của băng (49)
      • 4.2.8 Xác định lực căng băng nhánh vào và nhánh ra (49)
    • 4.3 Tính toán thiết kế tang trống chủ động (50)
      • 4.3.1 Công dụng của tang trống chủ động (50)
      • 4.3.2 Xác định chiều dài, đường kính tang trống chủ động (50)
      • 4.3.3 Tính toán thiết kế các chi tiết của tang trống chủ động (51)
    • 4.4 Tính toán thiết kế tang trống bị động (54)
      • 4.4.1 Công dụng của tang trống bị động (54)
      • 4.4.2 Xác định chiều dài và đường kính tang trống bị động (54)
    • 4.5 Tính chọn động cơ - hộp giảm tốc (55)
      • 4.5.1 Chọn sơ đồ dẫn động băng tải (55)
      • 4.5.2 Chọn động cơ (55)
      • 4.5.3 Chọn hộp giảm tốc (0)
    • 4.6 Tính toán thiết kế trục tang trống chủ động (57)
      • 4.6.1 Tính sơ bộ đường kính trục (58)
      • 4.6.2 Tính gần đúng trục (0)
    • 4.7 Ba ̉ n vẽ thiết kế các chi tiết của băng tải (64)
  • CHƯƠNG 5 THI CÔNG (69)
    • 5.2 Qui trình lắp khung và máng dẫn hướng (70)
    • 5.3 Qu ́ a trình thi công lắp ráp băng chuyền (71)
    • 5.4 Lắp ráp động cơ và nguồn 24V (73)
    • 5.5 Lắp ráp bộ điều khiển Arduino va ̀ cảm biến (74)
    • 5.6 Hoàn thiện lắp đă ̣t (76)
    • 5.7 Mô phỏng lắp ghép băng tải (78)
  • CHƯƠNG 6 ĐÁNH GIÁ VÀ KẾT LUẬN (79)
    • 6.1 Các yêu cầu cho máy (79)
      • 6.1.1 Mức độ hoàn thành (79)
      • 6.1.2 Đánh giá (79)
    • 6.2 Kết luận (80)
    • 6.3 Hướng phát triển (80)
  • TÀI LIỆU THAM KHẢO (85)

Nội dung

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ TP HỒ CHÍ MINH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ VÀ CHẾ TAỌ BĂNG CHUYỀN VÂṆ CHUYỂN TRỨNG TRONG BẾP NGÀNH KỸ THUẬT CƠ KHÍ GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN ThS VŨ THẾ MAṆH Sinh viên thực hiện MSSV Lớp Ngô Huỳnh Trấn Nam 1711040038 17DCKA1 Trần Xuân Tiến 1611143079 17DCKA1 Trần Tuấn Anh 1711040004 17DCKA1 Tp Hồ Chí Minh, tháng i LỜI CAM ĐOAN  Nhóm chúng em xin cam kết đồ án tôt nghiệp với đề tài “ Thiết kế và chế taọ băng chuyền vận chuyển.

Tính cấp thiết của đề tài

Với sự gia tăng dân số toàn cầu, nhu cầu về thực phẩm ngày càng cao, trong đó trứng trở thành một nguồn thực phẩm thiết yếu Trong số nhiều loại trứng, trứng gà được ưa chuộng nhất nhờ vào giá trị dinh dưỡng phong phú, cung cấp các vitamin và khoáng chất quan trọng như sắt, kẽm, đồng, mangan, i-ot cùng các vitamin B1, B6, A, D và K Trung bình, 100 gam lòng đỏ trứng chứa 13,6 gam protein và 29,8 gam lipid, làm cho trứng trở thành lựa chọn dinh dưỡng lý tưởng cho nhiều người.

Sản phẩm này cung cấp 134 mg canxi, 7.0 mg sắt, 3.7 mg kẽm, 146 μg folat, 960 μg vitamin A và 2000 mg cholesterol, cùng với nhiều vitamin và khoáng chất khác, cũng như acid béo không no Chất chống oxy hóa selen trong sản phẩm giúp bảo vệ cơ thể khỏi tổn thương do gốc tự do, liên quan đến lão hóa, bệnh tim và một số loại ung thư.

Trứng gà là một trong những thực phẩm phổ biến tại Việt Nam, với mức tiêu thụ trung bình từ 200-300 quả mỗi người trưởng thành mỗi năm, con số này ở các nước Châu Âu còn cao gấp 2-3 lần Để đáp ứng nhu cầu tiêu thụ lớn, các doanh nghiệp và hộ kinh doanh cần sản xuất quy mô lớn, đòi hỏi nhiều nhân công Tuy nhiên, việc dựa vào sức lao động thủ công khó có thể đảm bảo quy trình sản xuất liên tục và hiệu quả, dẫn đến chi phí nhân công tăng cao mà hiệu quả không đạt tối ưu.

Nhóm em đã khảo sát nhu cầu thực tế và nhận thấy sự cần thiết của việc áp dụng máy móc để hỗ trợ cuộc sống con người Từ đó, chúng em quyết định chọn đề tài "Thiết kế băng tải vận chuyển trứng" nhằm đáp ứng nhu cầu này.

Tình hình nghiên cứu

Qua khảo sát thị trường trong và ngoài nước, hầu hết các loại máy băng tải đều có giá cao, trung bình trên 8 triệu đồng Các loại băng tải đa dạng về quy cách vận hành, bao gồm băng tải cố định và băng tải di động.

Mục đích nghiên cứu đề tài

Chúng tôi chế tạo băng chuyền vận chuyển trứng với thiết kế đơn giản, tự động và dễ sử dụng, tích hợp nhiều chế độ điều khiển linh hoạt Sản phẩm của nhóm chúng tôi được nghiên cứu và phát triển tại Việt Nam, đạt chất lượng tương đương Nhật Bản, nhằm phục vụ cho các doanh nghiệp và nông trại chăn nuôi xuất khẩu trứng, giúp tối ưu hóa công suất vận hành.

Vận dụng những kiến thức đã học vào thực tế

Nhiệm vụ nghiên cư ́ u đề tài

Tìm hiểu và ứng dụng phần mềm SolidWorks trong thiết kế cơ khí giúp tạo ra bản vẽ kỹ thuật, thực hiện tính toán và mô phỏng cho máy móc Nghiên cứu nguyên lý hoạt động và vật liệu của băng tải là rất quan trọng Việc áp dụng kiến thức cơ khí như dung sai lắp ghép, chi tiết máy, đồ án chế tạo máy và máy công cụ sẽ hỗ trợ hiệu quả trong việc lắp ráp phần cơ khí truyền động cho máy.

Tìm hiếu và sử dụng chương trình Arduino IDE để lập trinh cho vi điều khiển

Phương pháp nghiên cứu

Các phương pháp nghiên cứu cụ thể :

Tìm hiểu tài liệu về động cơ DC, động cơ bước và RC servo, cùng với các hướng dẫn lập trình giao diện C# và phần mềm Arduino Đừng quên tham khảo datasheet của các IC và mạch đã sử dụng để có cái nhìn tổng quát và chi tiết hơn.

Để thu thập thông tin, chúng tôi tham khảo từ nhiều nguồn khác nhau, bao gồm các đồ án từ các khóa học trước, tài liệu viết tay của sinh viên quốc tế, tài liệu trực tuyến, video trên Internet, và sự tư vấn trực tiếp từ các giảng viên chuyên ngành cơ điện tử.

Phương pháp quan sát cho phép rút ra kết luận cải tiến hoặc phát hiện lỗi sai thông qua việc phân tích các hiện tượng và biên dạng đồ thị từ động cơ, cũng như các hiện tượng trong quá trình khởi động và bài tập của máy Bên cạnh đó, phương pháp thực nghiệm, thử và sai giúp đánh giá hiệu quả làm việc của băng tải qua các mẫu thử, từ đó đề xuất giải pháp cho các vấn đề liên quan đến truyền động, cân bằng, di chuyển và thiết kế.

Phương pháp phân tích dựa trên việc so sánh các kết quả thực nghiệm với yêu cầu đề ra, từ đó rút ra kết luận về khả năng giải quyết các vấn đề Đồng thời, phương pháp thiết kế và tính toán lý thuyết được áp dụng kiểm tra thực nghiệm, trong đó tính toán lựa chọn cơ cấu dựa trên yêu cầu cụ thể và sử dụng phần mềm SolidWorks để thực hiện thiết kế.

Phương pháp lập kế hoạch hiệu quả bao gồm việc xác định cụ thể từng công việc cần thực hiện, đặt ra các mục tiêu nhỏ và thời gian hoàn thành cho từng mục tiêu đó Đồng thời, cần dự trù các phương án dự phòng, tính toán chi phí thời gian cho từng phương án, cũng như nhận diện những khó khăn có thể gặp phải và đề ra các giải pháp phù hợp để giải quyết.

Các kết quả đạt được

Sau khi nghiên cứu , tìm hiểu , thao khảo , nhóm đã chế tạo băng tải vâ ̣n chuyển trứng nhằm giúp các nông tra ̣i tăng hiê ̣u suất làm viê ̣c

Xây dựng , mô phỏng được băng tải vâ ̣n chuyển trứng

Kết cấu của đồ án

Chương 2: Tổng quan giải pháp

Chương 3: Phương pháp giải quyết

Chương 4: Quy trình thiết kế

Chương 6: Đánh giá kết quả , kết luâ ̣n

GIỚI THIỆU

Vai trò của sản phẩm

Đến năm 2030, dân số thế giới dự kiến sẽ đạt khoảng 8,3 tỷ người và sẽ tăng lên 9,3 tỷ vào năm 2050 Điều này đòi hỏi sản lượng lương thực và thực phẩm cần tăng 70% để đáp ứng nhu cầu ngày càng cao của dân số toàn cầu, theo thông tin từ Carl Hausmann, Giám đốc điều hành tại Bunge Ltd.

Dân số toàn cầu sẽ tăng mạnh, đặc biệt tại các nước đang phát triển, với dự báo đạt khoảng 6,9 tỷ người vào năm 2030 Đến năm 2050, các quốc gia này sẽ chiếm tới 85% tổng dân số thế giới.

Do đó, tại các nước này sẽ chiếm phần lớn sự tăng trưởng nhu cầu đối với thịt và trứng gia cầm trong thời gian tới

Hình 1 1 : Nhu cầu người tiêu dùng (Nguồn Internet)

Để đáp ứng nhu cầu sử dụng trứng ngày càng tăng của người tiêu dùng, doanh nghiệp cần phát triển nhiều sản phẩm và cải thiện hiệu suất sản xuất Tuy nhiên, trong bối cảnh làn sóng Covid-19 gia tăng, việc huy động thêm nhân lực không chỉ tiềm ẩn nguy cơ lây nhiễm qua sản phẩm mà còn ảnh hưởng đến sức khỏe của nhân viên.

Để đáp ứng nhu cầu của doanh nghiệp trong bối cảnh hiện tại và tương lai, nhóm chúng tôi đã quyết định sản xuất băng chuyền vừa tiết kiệm chi phí vừa hiệu quả, nhằm giúp các công ty giải quyết vấn đề sản xuất không chỉ trong thời gian dịch bệnh mà còn lâu dài sau này.

1.1.2 Đối với các hộ kinh doanh :

Trung bình, mỗi trang trại của nông dân có từ vài chục đến vài trăm con gà, với chủ hộ đảm nhận vai trò quản lý và thu gom trứng Công việc này khá nặng nhọc, đặc biệt là khâu thu gom trứng Việc sử dụng băng chuyền để vận chuyển trứng từ cuối dãy đến đầu dãy sẽ giúp giảm bớt khó khăn trong quá trình thu gom.

Mặc dù thị trường hiện có đa dạng loại băng chuyền với nhiều mẫu mã và kích thước khác nhau, nhưng giá cả thường khá cao Do đó, nhiều nông dân thường không chọn mua mà thay vào đó tự chế tạo băng chuyền cho riêng mình.

Hình 1 2 : Người chăn nuôi lấy trứng (Nguồn Internet)

1.1.3 Đối với cộng đồng và xã hội :

Trách nhiệm của mỗi học sinh, sinh viên (HSSV) là tập trung vào việc học tập, vì kiến thức là vô hạn và không chỉ nằm trong bài giảng của giáo viên HSSV cần chú ý, nghiên cứu và khám phá những điều mới mẻ, khác với phương pháp học tập của học sinh phổ thông Bên cạnh đó, cách học và đạo đức trong học tập rất quan trọng; việc học cần gắn liền với thực hành, giúp áp dụng kiến thức vào cuộc sống, từ đó làm cho cuộc sống trở nên ý nghĩa hơn.

Ước mơ lớn nhất của chúng em là tạo ra một sản phẩm hữu ích cho mọi người, đồng thời áp dụng kiến thức đã học vào thực tiễn Chúng em mong muốn thử thách giới hạn bản thân và khẳng định khả năng của mình trước mọi người.

Hình 1 3 : Hình ảnh minh ho ̣a (Nguồn Internet)

Tổng quan về băng tải , cấu tạo và nguyên lý hoạt động

Băng tải là thiết bị vận chuyển phổ biến nhờ vào cấu tạo đơn giản, độ bền cao và khả năng vận chuyển hàng hóa đa dạng, bao gồm nguyên liệu dạng hạt, lát và đơn chiếc Nó có thể hoạt động trên mặt phẳng nằm ngang hoặc nghiêng với góc nghiêng tối đa lên tới 30 độ, tùy thuộc vào tính chất vật lý và địa hình Băng tải có thể được thiết kế cố định hoặc di động, dễ dàng vận hành và điều chỉnh năng suất Với hiệu quả kinh tế cao, băng tải hoạt động êm ái, đạt năng suất lớn trong khi tiêu hao năng lượng không đáng kể.

Trong quá trình sử dụng băng tải máng trong các ngành công nghiệp như vận chuyển xi măng, khai thác than đá và sản xuất bia, người dùng thường gặp phải nhiều vấn đề.

+ Có hao hụt vật liệu do rơi vãi trên đường vận chuyển gây dơ bẩn và gây ô nhiễm môi trường

+ Khi vận chuyển ở những khoảng cách dài và không thẳng đòi hỏi phải có thêm những trạm trung chuyển tốn kém

+ Không cho phép vận chuyển ở những nơi có độ chênh lệch lớn về độ cao

+ Vật liệu vận chuyển tiếp xúc chịu ảnh hưởng trực tiếp của môi trường và thời tiết ( như ẩm, ướt, bụi, )

Cấu tạo tổng thể của bang tải đai được mô tả ở hình vẽ 1.1

Hình 1.4 : Cấu tạo tổng thể của băng tải

Cấu tạo tổng thể của băng tải bao gồm các bộ phận cơ bản sau :

2 Băng tải (thay đổi khoảng cách trục)

12 Bánh căng băng ( tăng góc ôm )

Khi động cơ điện hoạt động, nó truyền chuyển động quay qua hộp giảm tốc tới tang trống chủ động, khiến tang trống quay và tạo ra ma sát với tấm băng, giúp băng tải di chuyển Vật liệu được rót từ phễu cấp liệu vào tấm băng và cùng chuyển động, sau đó được dỡ ra qua phễu dỡ liệu Các con lăn đỡ có nhiệm vụ hỗ trợ băng ở cả hai nhánh làm việc và không làm việc Để đảm bảo an toàn khi băng tải hoạt động nghiêng một góc, cần trang bị thiết bị an toàn để ngăn ngừa việc băng quay ngược, gây đổ vỡ hàng hóa và tai nạn cho con người.

Dựa trên cấu tạo và nguyên lý hoạt động của băng tải, doanh nghiệp có thể lựa chọn loại băng tải phù hợp nhất với nhu cầu của mình Hệ thống băng tải cao su không chỉ giúp tiết kiệm chi phí tối đa mà còn nâng cao năng suất làm việc.

Phân loại băng tải

Trong thực tế băng tải thường có 2 loại được dùng phổ biến là : Băng tải cố định và băng tải di động

Băng tải loại này hoạt động tại một vị trí cố định trong dây chuyền công nghệ, chuyên vận chuyển vật liệu theo phương ngang hoặc nghiêng một góc nhỏ Nó có các vị trí tháo liệu và nạp liệu cố định, với kết cấu thép giá đỡ được gắn chặt vào nền bằng bulong, tạo sự đơn giản trong thiết kế Việc sử dụng băng tải này hoàn toàn phụ thuộc vào nhu cầu công nghệ của dây chuyền Một trong những ưu điểm nổi bật của nó là khả năng vận chuyển vật liệu ở khoảng cách xa.

Băng tải này có khả năng hoạt động linh hoạt tại nhiều vị trí trong dây chuyền công nghệ, với kết cấu thép được hỗ trợ bởi các chân đỡ có bánh xe di chuyển Chiều cao vận chuyển có thể điều chỉnh dễ dàng thông qua cơ cấu thay đổi góc nghiêng Loại băng tải này thường được ứng dụng trong các xí nghiệp nghiền sàn đá, kho vật liệu, và các nhà máy sản xuất muối.

Băng tải đai là loại máy vận chuyển liên tục phổ biến nhất, được sử dụng rộng rãi trong các hầm mỏ, xí nghiệp sản xuất, công trường xây dựng, bến bãi, nhà ga và kho chứa Thiết bị này có khả năng vận chuyển nhiều loại hàng hóa và vật liệu, bao gồm vật liệu rời như xi măng, ngũ cốc, than đá, cát sỏi, cũng như vật liệu dính ướt như hỗn hợp vữa, bê tông và đất sét ướt Ngoài ra, băng tải đai còn thích hợp cho việc vận chuyển hàng kiện, bao gồm các vật liệu rời được đóng trong thùng hòm và bọc gói.

Băng tải được ưa chuộng nhờ vào các ưu điểm nổi bật như cấu tạo đơn giản, độ an toàn cao, và độ bền tốt Chúng có khả năng vận chuyển vật liệu rời và đơn chiếc theo nhiều hướng, bao gồm cả nằm ngang và nghiêng Đầu tư ban đầu và chi phí chế tạo không lớn, đồng thời có thể tự động hóa, dễ vận hành và bảo trì Băng tải hoạt động êm ái và đạt năng suất cao, với mức tiêu hao năng lượng không đáng kể so với các thiết bị vận chuyển khác Tuy nhiên, phạm vi sử dụng của băng tải bị giới hạn do độ dốc cho phép vận chuyển chỉ từ 16° đến 24°, tùy thuộc vào tính chất của vật liệu, và không thể vận chuyển theo đường cong.

TỔNG QUAN GIẢI PHÁP

Đối tươ ̣ng khách hàng sử du ̣ng nhóm đang hướng đến

- Các hô ̣ chăn nuôi , và trang tra ̣i nhỏ :

Hình 2 1 : Số lượng trứng trung bình (Nguồn Internet)

Chăn nuôi gà đẻ trứng đang trở thành xu hướng phổ biến trong cộng đồng nông dân hiện nay Để tối ưu hóa mô hình này, nhiều người đang tìm kiếm những phương pháp chăn nuôi và sản xuất hiện đại nhằm nâng cao chất lượng sản phẩm và giảm bớt khó khăn so với các phương pháp truyền thống Mục tiêu của nhóm là phát triển sản phẩm hỗ trợ người chăn nuôi, mang lại làn gió công nghiệp hóa và hiện đại hóa cho các vùng chăn nuôi lâu năm ở nông thôn trên khắp đất nước.

Ca ́ c giải pháp đang đươ ̣c sử du ̣ng để giải quyết vấn đề

- Băng chuyền da ̣ng lớn được sử du ̣ng trong doanh nghiê ̣p vừa , lớn

Hình 2 2 : Băng chuyền vâ ̣n chuyển trứng Ba Huân o Điểm ma ̣nh :

+ Sản xuất qui mô lớn đáp ứng được nhu cầu về trứng cho thi ̣ trường

+ Có thể ca ̣nh tranh được với các đối thủ khác o Điểm yếu :

+ Phải kiểm tra đi ̣nh kỳ hê ̣ thống thường xuyên , vì đây là hê ̣ thống băng chuyền lớn + Tốn chi phí tiền điê ̣n

+ Cơ cấu lắp đă ̣t phức ta ̣p

+ Chi phí lắp đă ̣t cao

- Băng chuyền da ̣ng vừa , cho các doanh nghiê ̣p vừa , nhỏ

Hình 2 3 : Băng chuyền vâ ̣n chuyển lương thực công ty Intech o Điểm ma ̣nh :

+ Phù hợp với sản xuất qui mô vừa , nhỏ

+ Cơ cấu lắp đă ̣t go ̣n

+ Dễ bảo trì máy và đô ̣ng cơ o Điểm yếu :

+ Phải kiểm tra đi ̣nh kỳ hê ̣ thống thường xuyên , vì đây là hê ̣ thống băng chuyền lớn + Tốn chi phí tiền điê ̣n

+ Chưa có tính năng cảm biến đếm số lượng sản phẩm

Như ̃ng nguyên nhân cu ̣ thể

- Ý kiến của thành viên 1 : Ngô Huỳnh Trấn Nam

Kích thước băng chuyền và động cơ hoạt động lớn khiến nó không phù hợp cho bếp công nghiệp hoặc trang trại gia đình chăn nuôi nhỏ.

+ Chi phí mua và lắp đă ̣t cao

- Ý kiến của thành viên 2 : Trần Xuân Tiến

+ Tiếng ồn của băng chuyền , đô ̣ng cơ gây ra sự khó chi ̣u cho hàng xóm xung quanh

- Ý kiến của thành viên 3 : Trần Tuấn Anh

+ Tốn nhiều chi phí bảo trì

+ Khó khăn trong viê ̣c vâ ̣n chuyển

Ca ́ c tiêu chí cơ bản nhóm đề ra thiết kế , và chế ta ̣o băng chuyền

Tiêu chí để nhóm thiết kế băng chuyền phu ̣c vu ̣ các khu vực bếp công nghiê ̣p nhỏ, hoặc nông thôn , trang tra ̣i nhỏ :

+ Dễ dàng thích nghi với sự thay đổi nhu cầu

+ Đáng tin cậy và yêu cầu bảo trì tối thiểu , hoạt đô ̣ng an toàn

+ Sử dụng hiệu quả , không tốn nhiều diê ̣n tích để sử du ̣ng

Cảm biến đếm số lượng trứng giúp người dân theo dõi năng suất hoạt động hàng ngày, từ đó xác định liệu họ có đạt được chỉ tiêu về số lượng hay không.

+ Quan trọng nhất là chi phí để hoạt động thấp

Dựa vào các tiêu chí trên , nhóm quyết đi ̣nh đưa ra giải pháp cuối cùng :

+ Thiết kế và chế ta ̣o băng chuyền vâ ̣n chuyền trứng trong bếp

PHƯƠNG PHÁP GIẢI QUYẾT

Hê ̣ thống điều khiển và ma ̣ch đếm

Sơ đồ khối hê ̣ thống , sơ đồ nối dây và chức năng của từng khối :

- Sơ đồ khối hê ̣ thống :

Hình 3 1 : Sơ đồ khối hê ̣ thống

Hình 3 2 : Sơ đồ nối dây

+ Nguồn sử dụng cho băng tải là nguồn điện 24 V cung cấp cho toàn hệ thống trong băng tải

- Khối xử lý trung tâm :

Khối này có nhiệm vụ xử lý tín hiệu nhằm đảm bảo các hệ thống hoạt động theo lập trình Quá trình xử lý được điều khiển bởi mạch vi điều khiển Arduino.

- Khối điều khiển đô ̣ng cơ :

+ Bánh răng xích , dây đai xích , hô ̣p giảm tốc , băng chuyền đảm nhâ ̣n nhiê ̣m vu ̣ băng tải hoa ̣t đô ̣ng

Khối cảm biến nhận tín hiệu từ môi trường bên ngoài và truyền chúng đến khối xử lý trung tâm Tại đây, tín hiệu được xử lý để điều khiển khối động cơ và khối hiển thị, đảm bảo hệ thống hoạt động hiệu quả.

+ Khối hiển thị có màn hình LCD để hiển thị cho người sử dụng biết trạng thái làm việc của băng tải

Nguyên lý hoạt động

Khi cấp nguồn vô bắt đầu vòng lặp 5 bước :

B1: kiểm tra có nhấn nút Reset : nếu đúng , xóa màn hình LCD , biến I reset = 0 ; Nếu sai chuyển qua bước 2 ;

B2 : kiểm tra nút Stop , nếu đúng , dừng băng tải , không nhận cảm biến ; nếu sai chuyển qua bước 3 ;

B4 : kiểm tra nút Start 24V ( S2 ) và Start 5V ( S1 )

Nếu nút Start 24 V ( S2 ) dược nhấn , băng tải chạy nhanh , nhận cảm biến ;

Nếu nút Start 5 V ( S1 ) được nhấn , băng tải chạy chậm , nhận cảm biến ;

B5 : kiểm tra cảm biến ( điều kiện băng tải phải chạy , nếu không bỏ qua bước này ) Nếu băng tải chạy thì lập tức kiểm tra cảm biến ;

Nếu cảm biến nhận thì tăng biến đếm “ i ” lên một đơn vị ;

Xuất giá trị biến đếm “ i “ lên màn hình LCD ;

Kiểm tra giá trị biến đếm “ i “

Nếu I % 10 = 0 và I != 0 thì buzzer kêu 100 ms , không kêu 300 ms và tiếp tục kêu 100ms cho tới khi biến “ I “ không thỏa điều kiện ;

Hình 3 3 : Lưu đồ giải thuâ ̣t băng chuyền cảm biến

QUI TRÌNH THIẾT KẾ

Giơ ́ i thiê ̣u các linh kiê ̣n liên quan

- Bộ điều khiển chính board Arduino Uno R3:

Arduino là một board điều khiển mã nguồn mở phổ biến toàn cầu, được lập trình bằng ngôn ngữ C/C++ dễ sử dụng Nó cung cấp nhiều thư viện hỗ trợ, giúp người dùng kết nối các phần cứng phát triển bởi Arduino Nhờ vào thư viện nguồn mở và phần cứng phát triển rộng rãi, người dùng có thể nhanh chóng và hiệu quả trong việc phát triển các dự án.

Vi điều khiển ATmega328 họ 8 bit Điện áp hoạt động 5 VDC (chỉ được cấp qua cổng USB)

Tần số hoạt động 16 MHz

Dòng tiêu thụ khoảng 30 mA Điện áp vào khuyên dùng 7 - 12 VDC Điện áp vào giới hạn 6 - 20 VDC

Số chân Digital I/O 14 (6 chân hardware PWM)

Số chân Analog 6 (độ phân giải 10bit)

Dòng tối đa trên mỗi chân I/O 30 mA

Dòng ra tối đa (5 V) 500 mA

Dòng ra tối đa (3,3 V) 50 mA

Bộ nhớ flash 32 KB (ATmega328) với 0.5KB dùng bởi bootloader

Bảng 4 1 : Thông số kỹ thuâ ̣t Arduino Uno R3

Hình 4 1 : Gía tiền bình quân của board điều khiển chính

Hình 4 2 : Vi điều khiển Arduino Uno R3

Arduino UNO sử dụng 3 vi điều khiển 8bit AVR là ATmega8, ATmega168 và ATmega328 Bộ vi điều khiển này có khả năng thực hiện các tác vụ đơn giản như điều khiển đèn LED nhấp nháy, xử lý tín hiệu cho xe điều khiển từ xa, và xây dựng trạm đo nhiệt độ - độ ẩm với màn hình LCD, cùng nhiều ứng dụng khác.

Arduino UNO có thể nhận nguồn 5 V qua cổng USB hoặc nguồn ngoài với điện áp khuyên dùng từ 7 – 12 VDC và giới hạn từ 6 – 20 V Sử dụng pin vuông 9 V là lựa chọn hợp lý khi không có nguồn từ cổng USB Cần lưu ý không cấp nguồn vượt quá giới hạn để tránh hư hỏng cho Arduino UNO.

GND (Ground) là cực âm của nguồn điện cung cấp cho Arduino UNO Khi sử dụng các thiết bị có nguồn điện riêng biệt, các chân GND này cần phải được kết nối với nhau để đảm bảo hoạt động ổn định.

 5 V : cấp điện áp 5 V đầu ra Dòng tối đa cho phép ở chân này là 500 mA

 3,3 V : cấp điện áp 3,3 V đầu ra Dòng tối đa cho phép ở chân này là 50 mA

 Vin (Voltage Input) : để cấp nguồn ngoài cho Arduino UNO , ta nối cực dương của nguồn với chân này và cực âm của nguồn với chân GND

IOREF là chân đo điện áp hoạt động của vi điều khiển trên Arduino UNO, luôn duy trì ở mức 5 V Tuy nhiên, không nên sử dụng nguồn 5 V từ chân này, vì chức năng chính của nó không phải là cung cấp nguồn điện.

 RESET : việc nhấn nút Reset trên board để reset vi điều khiển tương đương với việc chân RESET được nối với GND qua 1 điện trở 10 KΩ

Hình 4 3 : Các cổng giao tiếp

Arduino UNO sở hữu 14 chân digital để đọc và xuất tín hiệu, với hai mức điện áp là 0 V và 5 V Mỗi chân có dòng vào/ra tối đa là 40 mA Các điện trở pull-up từ được tích hợp trong vi điều khiển ATmega328, nhưng mặc định không được kết nối.

Một số chân digital có các chức năng đặc biệt như sau :

Chân Serial 0 (RX) và 1 (TX) trên Arduino Uno được sử dụng để gửi và nhận dữ liệu TTL Serial, cho phép giao tiếp với các thiết bị khác Kết nối Bluetooth thường được hiểu là kết nối Serial không dây Nếu không cần giao tiếp Serial, nên tránh sử dụng hai chân này để tiết kiệm tài nguyên.

Chân PWM (~) 3, 5, 6, 9, 10 và 11 cho phép xuất xung PWM với độ phân giải 8 bit, cho giá trị từ 0 đến 255, tương ứng với điện áp từ 0V đến 5V thông qua hàm analogWrite() Điều này có nghĩa là người dùng có thể điều chỉnh điện áp ra ở các chân này linh hoạt hơn, thay vì chỉ có hai mức cố định là 0V và 5V như các chân khác.

Chân giao tiếp SPI gồm 10 (SS), 11 (MOSI), 12 (MISO) và 13 (SCK) không chỉ thực hiện các chức năng thông thường mà còn hỗ trợ truyền phát dữ liệu qua giao thức SPI với các thiết bị khác.

Trên Arduino UNO, có một đèn LED màu cam được ký hiệu là L, nằm trên bo mạch Khi nhấn nút Reset, đèn LED này sẽ nhấp nháy để báo hiệu trạng thái Đèn LED được kết nối với chân số của Arduino.

13 Khi chân này được người dùng sử dụng, LED sẽ sáng

4.1.5 Cảm biến vật cản hồng ngoại E18-D80NK :

Hình 4 4 : Cảm biến vâ ̣t cản hồng ngoa ̣i E18 – D80NK

- Các ngõ ra/vào của cảm biến vật cản hồng ngoại E18-D80NK :

+ Màu nâu : VCC , nguồn dương 5VDC

+ Màu xanh dương : GND , nguồn âm 0 VDC

+ Màu đen : Chân tín hiệu ngõ ra cực thu hở NPN , cần phải có trở kéo để tạo thành mức cao

+ Nguồn điện cung cấp: 5 VDC

+ Khoảng cách phát hiện: 3 ~ 80 cm

+ Có thể điều chỉnh khoảng cách qua biến trở

+ Dòng kích ngõ ra : 300 mA

Ngõ ra dạng NPN với cực thu hở cho phép tùy chỉnh điện áp ngõ ra, với trở treo tăng lên bao nhiêu thì điện áp ngõ ra cũng sẽ tương ứng bấy nhiêu.

+ Chất liệu sản phẩm : nhựa

+ Có led hiển thị ngõ ra màu đỏ

- Ứng dụng của cảm biến vật cản hồng ngoại E18-D80NK :

Cảm biến vật cản hồng ngoại E18-D80NK sử dụng ánh sáng hồng ngoại để xác định khoảng cách đến vật cản, cho độ phản hồi nhanh và ít nhiễu nhờ vào việc sử dụng mắt nhận và phát tia hồng ngoại với tần số riêng biệt Ngoài ra, cảm biến này còn cho phép điều chỉnh khoảng cách báo mong muốn thông qua biến trở.

4.1.6 Ma ̣ch chuyển đổi giao tiếp I2C cho LCD :

Hình 4 5 : Ma ̣ch chuyển đổi giao tiếp I2C cho LCD

- Thông số kỹ thuật - Kích thước : 41,5 mm (L) X19 mm (W) X15,3 MM (H) - Trọng lượng: 5 g - Điện áp hoạt động : 2,5 v – 6 v

Mạch điều khiển màn hình LCD sử dụng giao tiếp I2C giúp đơn giản hóa việc kết nối, chỉ cần 2 dây thay vì 8 dây thông thường, tiết kiệm chân kết nối trên Arduino Để sử dụng các loại LCD có driver HD44780 như LCD 1602 hay LCD 2004, cần ít nhất 6 chân của MCU kết nối với các chân RS Hơn nữa, việc điều chỉnh độ tương phản cho LCD có thể thực hiện thông qua biến trở xoay, trong khi jump chốt cung cấp đèn cho LCD hoặc ngắt nguồn.

Để giao tiếp với LCD, chúng ta cần sử dụng các chân D7, D6, D5 và D4 Tuy nhiên, với module chuyển giao tiếp LCD sang I2C, chỉ cần kết nối hai chân SDA và SCL của MCU với hai chân tương ứng trên module để hiển thị thông tin Module còn cho phép điều chỉnh độ tương phản thông qua biến trở gắn trên nó Để kiểm tra địa chỉ của module, đọc tên IC ở mặt sau module, có thể là PCF8574T hoặc PCF8574AT, sau đó tra bảng để xác định địa chỉ Trên mạch có ba chân A0, A1, A2 để chọn địa chỉ; nếu hai chân nối với nhau theo bảng thì được coi là bridged.

Hình 4 6 : Màn hình LCD 1602

Màn hình LCD có các chân kết nối quan trọng: Chân số 1 (VSS) là chân nối đất, kết nối với GND của mạch điều khiển; Chân số 2 (VDD) cung cấp nguồn cho LCD, nối với VCC = 5V; Chân số 3 (VE) dùng để điều chỉnh độ tương phản; Chân số 4 (RS) là chân chọn thanh ghi, có thể nối với logic "0" hoặc "1" Khi ở logic "0", bus DB0 - DB7 kết nối với thanh ghi lệnh IR của LCD trong chế độ ghi, hoặc với bộ đếm địa chỉ trong chế độ đọc.

“1”: Bus DB0 - DB7 sẽ nối với thanh ghi dữ liệu DR bên trong LCD - Chân số 5 - R/W

: chân chọn chế độ đọc/ghi ( Read/Write ), được nối với logic “0” để ghi hoặc nối với logic “1” đọc

Ti ́nh toán các thông số cơ bản của băng tải

Dựa trên điều kiện làm việc thực tế với vật liệu là trứng, có độ nhám thấp và yêu cầu vận chuyển số lượng lớn, chiều dài băng tải được lựa chọn là 5m Thiết kế này cho phép băng tải di chuyển linh hoạt, phù hợp cho việc lắp đặt trong các nhà xưởng hoặc hộ gia đình sản xuất nhỏ lẻ.

Để đảm bảo rằng vật liệu không bị tụt xuống trong quá trình vận chuyển, góc nghiêng tối đa của băng tải cần được điều chỉnh theo góc chảy tự nhiên của vật liệu, là 45 độ Với góc chảy này, chúng ta có thể xác định được góc nghiêng tối đa (β max) phù hợp cho băng tải.

Vật liệu được vận chuyển là trứng đã bóc vỏ, rất mềm và dễ bị vỡ nếu di chuyển với tốc độ nhanh Để tránh va chạm và hư hỏng sản phẩm, cần chọn tốc độ vận chuyển phù hợp Do đó, băng tải được điều chỉnh với vận tốc 0,7 m/s để đảm bảo an toàn cho trứng trong quá trình vận chuyển.

4.2.5 Xác định chiều rộng băng tải : Để đảm bảo năng suất và tốc độ băng tải ta chọn loại băng lòng máng 2 con lăn đỡ để thiết kế

Chiều rộng băng tải B được xác định dựa trên diện tích tiết diện của dòng vật liệu vận chuyển, ký hiệu là Fb Diện tích tiết diện Fb có thể tính toán theo công thức cụ thể để đảm bảo hiệu quả trong quá trình vận chuyển.

Trong trường hợp này vì vật liệu vận chuyển là trứng nên ta chọn được các thông số sau:

Ta sử dụng loại băng B820 có :

-  = 600 (N/cm) : giới hạn bền kéo của 1 lớp vải có chiều rộng 1 cm

4.2.6 Xác định công suất dẫn động băng tải :

Công suất dẫn động băng tải có thể xác định theo công thức sau :

N1 : công suất cần thiết để nâng vật liệu lên chiều cao H ( không tính trọng lượng băng)

N2 : công suất cần thiết để thắng lực cản di chuyển băng trên chiều dài Ln

Q : năng suất của băng tải ( T/h ) Q = 40 ( T/h )

Ln : Hình chiếu độ dài vận chuyển ( m )

H : Chiều cao vận chuyển vật liệu ( m )

 : hệ số cản chuyển động riêng của vật liệu ,  = 0,030,04

Chọn  = 0,04 ( băng làm việc trong nhà, bụi )

0 : hệ số cản di chuyển riêng của băng trên con lăn v : vận tốc của băng ( m/s ) v = 0,7 ( m/s )

4.2.7 Xác định lực kéo của băng :

4.2.8 Xác định lực căng băng nhánh vào và nhánh ra của tang trống chủ động :

Lực căng băng trên nhánh vào và nhánh ra được xác định theo công thức sau :

Trong đó W = 1328 ( N ) : Lực kéo băng tải

 : Hệ số ma sát Đối với tang làm việc trong môi trường bụi thì :  = 0,25

Kiểm tra lực căng băng :

W = Sv- Sr Điều kiện để không có hiện tượng trượt băng trên tang trống chủ động là :

Tính toán thiết kế tang trống chủ động

4.3.1 Công dụng của tang trống chủ động :

Tang trống chủ động có nhiệm vụ truyền chuyển động cho bang Nhờ có ma sát giữa băng và tang trống chủ động làm cho băng chuyển động theo

4.3.2 Xác định chiều dài, đường kính tang trống chủ động :

Chiều dài L và đường kính D của tang trống chủ động phụ thuộc vào loại băng sử dụng Đối với băng cao su cốt vải đã chọn, chiều dài và đường kính của tang trống chủ động được xác định theo các tiêu chí cụ thể.

B = 400 ( mm ) : Chiều rộng băng i : Số cốt vải i = 1,1.

Smax : Lực căng băng lớn nhất ( N )

['] Lực kéo cho phép của 1 lớp vải có chiều rộng 1 cm ( N/cm )

 = 600 ( N/cm ) k1: hệ số an toan bền lấy theo chiều rộng băng và số lớp vải cho phép :

4.3.3 Tính toán thiết kế các chi tiết của tang trống chủ động : o Tính chọn vỏ tang trống :

- Chọn vật liệu là thép C45 có cơ tính như sau :

+ Ứng suất cho phép về uốn : u = 1500 (KG/cm 2 )

+ Giới hạn chảy : ch = 2400 (KG/cm 2 )

Khi băng tải hoạt động dưới tác dụng của lực kéo, lực căng trong băng sẽ được sinh ra Tại mỗi vị trí trên băng tải, lực căng sẽ có giá trị xác định, ảnh hưởng đến hiệu suất làm việc của hệ thống.

Điểm cuối nhánh dẫn vào tang trống chủ động có trị lớn nhất, trong khi điểm cuối nhánh bị dẫn ra khỏi tang trống chủ động có trị nhỏ nhất.

Lực tác dụng lên vỏ tang được xác định theo công thức :

R - Lực tác dụng lên vỏ tang ( N )

Sv - Lực căng lớn nhất của băng trên nhánh vào ( nhánh dẫn ) ( N )

- Thay số vào ta có :

Để xác định chiều dày vỏ tang (t), ta có thể coi vỏ như một dầm đơn giản chịu tải trọng phân bố đều trên toàn bộ chiều dài vỏ tang (L) Lực phân bố (q) được tính theo công thức: q = 180° = 4888 (N).

Hình 4.5 Tính tang trống chủ động

- Theo sơ đồ tính vỏ tang trống Mô men lớn uốn lớn nhất xuất hiện trên vỏ tang khi chịu lực phân bố q là :

Trong đó : q = 8,15 ( N/mm ) - Lực phân bố trên chiều dài vỏ tang

L = 600 (mm) - Chiều dài vỏ tang

= 366750 ( N.mm ) Ứng suất uốn lớn nhất sinh ra trong vỏ tang : max ( N/mm )

M u max : Mô men uốn lớn nhất sinh ra trên vỏ tang ( N.mm )

Wu : Mô men chống uốn của vỏ tang

D,d : Đường kính ngoài và trong của vỏ tang

u : ứng suất uốn cho phép của vật liệu làm vỏ tang ( Thép CT3 )

Thay các giá trị này vào công thức ta được: d  299 ( mm ) Lấy d = 280 ( mm )

Từ đây ta tìm được bề dày vỏ tang ( v) :

= 10 (mm) o Tính chọn vỏ thành tang :

- Vật liệu chế tạo là thép CT3 :

+ Bề dày thành tang : t = 10 ( mm )

+ Đường kính trong 2 lấy bằng đường kính trục o Tính toán thiết kế trục tang trống chủ động và chọn ổ :

Phần này được trình bày riêng ở phần sau

Tính toán thiết kế tang trống bị động

4.4.1 Công dụng của tang trống bị động :

Tang trống bị động dùng để kéo căng băng và điều chỉnh sức căng của băng

4.4.2 Xác định chiều dài và đường kính tang trống bị động :

40 Đường kính của tang trống bị động dược xác định từ quan hệ sau :

D c t : Đường kính tang trống chủ động ( mm )

D b t : Đường kính tang bị động ( mm )

Để thuận tiện cho gia công chế tạo, tang bị động được thiết kế giống như tang chủ động với kích thước 2 x 300 = 200 mm Do đó, các kích thước của tang bị động sẽ tương ứng với thiết kế này.

Tính chọn động cơ - hộp giảm tốc

4.5.1 C họn sơ đồ dẫn động băng tải :

2 Hộp giảm tốc 4 Tang dẫn

Ta có công suất trên băng tải là N = 0,93 ( Kw )

Gọi Nct là công suất cần thiết thì :

: là hiệu suất truyền động chung,  = 0,7  0,8

K: hệ số phụ thuộc vào chiều dài băng

Ko: hệ số cản tại tang chủ động, Ko = 1,2  1,3

Tra bảng 5.4 , tài liệu 3 ta chọn loại động cơ MTK-112-6 có:

+ Vận tốc quay của tang : n D v

Với D = 300 ( mm ) ; v = 0,7 ( m/s ) ta được : nt 300 14 , 3

780 = 14,3 Tra bảng 5.5 (tài liệu 3) , theo I , Nđc , nđc , ta chọn hộp giảm tốc U2-200

+ Công suất trên trục vào : N = 5,9 ( kW )

Tính toán thiết kế trục tang trống chủ động

- Vật liệu chế tạo trục :

+ Thép 45 thường hoá có giới hạn bền kéo bk = 600 ( N/mm 2 )

+ Giới hạn chảy ch= 300 ( N/mm 2 )

+ Lực tác dụng từ băng tải R :

- Tải trọng tác dụng lên vị trí lắp thành bên của tang với trục RC , RD có giá trị như sau :

 4888 = 2444 ( N ) l1 = 80 ( mm ) ( chọn ) l2 = 600 ( mm ) l3 = 140 ( mm ) ( chọn )

- Phân tích lực theo phương x :

4.6.1 Tính sơ bộ đường kính trục :

- Đường kính trục được xác định như sau : d  c n

N ( mm ) (công thức 14.2 - tài liệu 4)

Trong đó: c = 120 : Hệ số phụ thuộc vào ứng suất xoắn

N = 0,93 ( Kw ) : Công suất trên trục tang n = 54,6 ( v/p ) : Số vòng quay của trục tang chủ động

4.6.2 Tính gần đúng trục : o Xác định phản lực ở gối đỡ trục :

 RAx = - RBx = 0 ( N ) + Tính RAy, RBy :

 RAy = 2444 + 2444 - 2444 = 2444 ( N ) o Vẽ biểu đồ nội lực :

= 80.2444 = 195520 ( N.mm ) + Ở tiết diện D : M D u = M D uy = RBy.l1

N ( N.mm ) Đường kính trục ở các tiết diện này được tính theo công thức : d  0,1.  

Mtđ : mô men tương đương

 : ứng suất cho phép của vật liệu làm trục ( Thép 45 )

- Ta có đường kính trục tương ứng với từng tiết diện :

- Căn cứ vào kết quả tính toán ở trên ta có thể chọn đường kính trục như sau : dC = dD = 40 ( mm ) dA = dB = dE = 35 ( mm )

Kiểm nghiệm trục theo hệ số an toàn :

Phần này ta tiến hành kiểm nghiệm trục ở tiết diện D vì ở đó trục chịu mô men tổng cộng lớn nhất ( MDtđ = 240983 N.mm)

Hệ số an toàn được tính theo công thức sau : n 2 2

 ( Công thức 11.11, tài liệu 4) n : Hệ số an toàn chỉ xét riêng ứng suất pháp n m a

 n : Hệ số an toàn chỉ xét riêng ứng suất tiếp

-1,-1 : Giới hạn mỏi uốn và mỏi xuắn ứng với chu kì đối xứng Có thể lấy gần đúng : -1 = ( 0,4  0,5 ) b

a,a : Biên độ ứng suất pháp, ứng suất tiếp sinh ra trong tiết diện trục :

m,m : trị số trung bình của ứng suất pháp và ứng suất tiếp Là thành phần không đổi trong chu kì ứng suất :

, : Hệ số xét đến ảnh hưởng của trị số ứng suất trung bình đến sức bền mỏi Chọn

, theo vật liệu chế tạo trục Đối với thép 45 có  = 0,1;  = 0,05

, : Hệ số xét đến ảnh hưởng của kích thước tiết diện trục đến giới hạn mỏi

Tra bảng 14.6 (tài liệu 4), ta có:

 : Hệ số tăng bền bề mặt :  = 1 (không dùng phương pháp tăng bền )

48 k, k: Hệ số tập trung ứng suất thực tế khi uốn và khi xuắn k = 1,85 ; k = 1,45

Vì trục quay nên ứng suất uốn biến đổi theo chu kì đối xứng nên ta có:

W : mô men cản uốn của tiết diện trục ( tiết diện D )

Bộ truyền làm việc 1 chiều nên ứng suất tiếp biến đổi theo chu kì mạch động ,nên ta có:

Wo : mô men cản xuắn của tiết diện trục (tiết diện D)

Vậy trục tại tiết diện D thoả mãn về độ bền mỏi

Ba ̉ n vẽ thiết kế các chi tiết của băng tải

Hình 4 7 : Khung băng tải

Hình 4 8 : Bản vẽ đô ̣ng cơ

Hình 4 9 : Bản vẽ băng tải

Hình 4 10 : Bản vẽ tang chủ đô ̣ng

Hình 4 11 : Bản vẽ dẫn hướng

Hình 4 12 : Bản vẽ xích

Hình 4 13 : Bản vẽ bánh xích

4.8 Lập trình điều khiển bằng phần mềm Arduino IDE :

- Để lập trình cho board Arduino nhóm sử dụng phần mền do Arduino cung cấp là Arduino IDE

Vận dụng kiến thức từ môn "Vi điều khiển", chương trình được lập trình trên phần mềm Arduino IDE, bao gồm mã code cụ thể cho bảng tải, được trình bày trong phần Phụ lục.

THI CÔNG

Qui trình lắp khung và máng dẫn hướng

Hình 5 1 : Bản vẽ tổng quát khung và máng dẫn hướng

Qu ́ a trình thi công lắp ráp băng chuyền

Hình 5 2 : Lắp khung và máng dẫn hướng băng chuyền

Hình 5 3 : Lắp ráp băng tải

Hình 5 4 : Lắp xích băng tải

Lắp ráp động cơ và nguồn 24V

Hình 5 5 : Lắp đô ̣ng cơ vào khung băng tải

Hình 5 6 : Lắp nguồn 24V vào khung băng tải

Lắp ráp bộ điều khiển Arduino va ̀ cảm biến

Hình 5 7 : Lắp ma ̣ch Arduino relay và cảm biến

Hoàn thiện lắp đă ̣t

Hình 5 8 : Bản vẽ tổng thể mô hình

Hình 5 9 : Băng tải khi đã lắp ráp hoàn thiê ̣n

Mô phỏng lắp ghép băng tải

Hình 5 10 : Mô phỏng lắp ghép băng tải

ĐÁNH GIÁ VÀ KẾT LUẬN

Các yêu cầu cho máy

Nhóm chúng em đã xác định yêu cầu cho đề tài ĐATN là thiết kế và chế tạo một băng chuyền vận chuyển trứng trong bếp.

Máy được điều khiển dễ dàng bằng bộ điều khiển Arduino thông qua 3 nút START, STOP và RESET, giúp thuận tiện trong việc vận chuyển hàng hóa và tiết kiệm thời gian.

+ Trong quá trình thực hiện đồ án , nhóm đã gặp nhiều thuận lợi và khó khăn nhất định o Thuận lợi :

+ Được sự hướng dẫn của giáo viên hướng dẫn trong việc thiết kế và thực hiện

+ Tài liệu , hình ảnh và các video về máy có rất nhiều trên Internet o Khó khăn :

Khó khăn lớn nhất trong thời gian qua là dịch bệnh Covid diễn ra liên tục, khiến nhóm em không thể gặp nhau do khu nhà trọ của cả ba đều bị phong tỏa vì có người nhiễm Covid Thêm vào đó, Chỉ thị 16 của Chính phủ đã quy định không được ra đường nếu không có lý do cần thiết.

+ Khó khăn trong việc lắp đặt các thiết bị với nhau vì không có được các dụng cụ cần thiết cho việc tính độ chuẩn xác

+ Khó khăn trong việc lập trình code đáp ứng được hết yêu cầu

+ Khó khăn trong việc lựa chọn thiết kế và tính chọn thiết bị

+ Khó khăn trong việc tìm mua thiết bị phù hợp , công đoạn tốn nhiều thời gian nhất

+ Căn chỉnh để đạt độ chính xác và phù hợp yêu cầu đã đặt ra

Kết luận

Đề tài này tập trung vào việc tính toán, thiết kế và chế tạo băng tải vận chuyển sử dụng Arduino Băng tải được thiết kế gọn nhẹ, dễ lắp đặt và di chuyển, phù hợp cho việc vận chuyển hàng hóa Sản phẩm có cách sử dụng đơn giản, dễ bảo trì, ít gây ồn và đạt năng suất cao Máy hoạt động ổn định, đáp ứng tốt nhu cầu của người tiêu dùng.

Hướng phát triển

Cải tiến băng tải giúp giảm tiếng ồn và tạo sự êm ái trong quá trình vận hành Hệ thống còn được trang bị chức năng tự phân loại sản phẩm, đảm bảo chỉ những sản phẩm đạt tiêu chuẩn mới được tiếp tục Đồng thời, việc xây dựng giải thuật điều khiển hoàn chỉnh hơn sẽ nâng cao hiệu quả hoạt động của băng tải.

PHU ̣ LỤC MÃ CODE ARDUINO IDE CHO BĂNG TẢI

* LCD RS pin to digital pin 12

* LCD Enable pin to digital pin 11

* LCD D4 pin to digital pin 5

* LCD D5 pin to digital pin 4

* LCD D6 pin to digital pin 3

* LCD D7 pin to digital pin 2

* LCD VSS pin to ground

* wiper to LCD VO pin (pin 3)

#define buzze 1 const int rs = 12, en = 11, d4 = 5, d5 = 4, d6 = 3, d7 = 2;

In the provided code, a LiquidCrystal display is initialized with specific pins, and the setup function begins by configuring the LCD to show the message "So trung hien tai:" Various pins are set to input mode, including sensors and buttons, with pull-up resistors enabled for certain pins Additionally, two output pins are designated for controlling devices, while one output pin is activated to start a specific function.

} void loop() { int value = digitalRead(cam_bien); int start_button24 = digitalRead(7); int start_button5 = digitalRead(0); int stop_button = digitalRead(8); int reset_button = digitalRead(9); if(reset_button ==0)

68 lcd.print("So trung hien tai:"); lcd.setCursor(0, 1); lcd.print(i);

//i=0; digitalWrite(bang_tai24,0); digitalWrite(bang_tai5,1); digitalWrite(buzze,LOW);

{ digitalWrite(bang_tai24,1); if(value==0)

{ digitalWrite(bang_tai5,0); if(value==0)

} lcd.setCursor(0, 1); lcd.print(i); if ((i%10)==0 && (i > 0))

{ digitalWrite(buzze,HIGH);} delay(100); digitalWrite(buzze,LOW); delay(300);

Ngày đăng: 19/07/2022, 08:43

Nguồn tham khảo

Tài liệu tham khảo Loại Chi tiết
[1] Nguyễn Thế Hùng (2009). Điều Khiển Tự Động – Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật TP.HCM Sách, tạp chí
Tiêu đề: Điều Khiển Tự Động
Tác giả: Nguyễn Thế Hùng
Năm: 2009
[3] Nguyễn Thị Phương Hà (chủ biên), Huỳnh Thái Hoàng. Lý thuyết điều khiển tự động – NXB Đại học Quốc gia Tp.HCM- 2005 Sách, tạp chí
Tiêu đề: Lý thuyết điều khiển tự động
Nhà XB: NXB Đại học Quốc gia Tp.HCM- 2005
[4] Nguyễn Tấn Đời. Điều khiển lập trình 1 – Trường Đại học Sư Phạm kỹ Thuật Tp. HCM – 2007 Sách, tạp chí
Tiêu đề: Điều khiển lập trình 1
[5]KSP, Tạo quy trình công nghiệp. Thứ sáu – 29/01/2016, http://arduino.vn/bai-viet/584-tao-mot-quy-trinh-cong-nghiep-voi-cac-buoc-bang-arduino-phan-2-cong-viec-co-dieu-kien Sách, tạp chí
Tiêu đề: Tạo quy trình công nghiệp
[2] NGUYỄN HỒNG NGÂN ( Chủ Biên) Kỹ thuật nâng chuyển máy vận chuyển liên tục – Đại học quốc gia TPHCM Khác

HÌNH ẢNH LIÊN QUAN

Cấu tạo tổng thể của bang tải đai được mơ tả ở hình vẽ 1.1 - Thiết kế và chế tạo băng chuyền vận chuyển trứng trong bếp
u tạo tổng thể của bang tải đai được mơ tả ở hình vẽ 1.1 (Trang 23)
+ Các ngõ ra/vào của màn hình LCD - Chân số 1- VSS : chân nối đất cho LCD được nối với GND của mạch điều khiển - Chân số 2 - VDD : chân cấp nguồn cho LCD,  được nối với VCC=5V của mạch điều khiển - Chân số 3 - VE : điều chỉnh độ tương  phản của LCD - Chân - Thiết kế và chế tạo băng chuyền vận chuyển trứng trong bếp
c ngõ ra/vào của màn hình LCD - Chân số 1- VSS : chân nối đất cho LCD được nối với GND của mạch điều khiển - Chân số 2 - VDD : chân cấp nguồn cho LCD, được nối với VCC=5V của mạch điều khiển - Chân số 3 - VE : điều chỉnh độ tương phản của LCD - Chân (Trang 43)
Hình 4.5 Tính tang trống chủ động - Thiết kế và chế tạo băng chuyền vận chuyển trứng trong bếp
Hình 4.5 Tính tang trống chủ động (Trang 53)

TRÍCH ĐOẠN

TÀI LIỆU CÙNG NGƯỜI DÙNG

TÀI LIỆU LIÊN QUAN