(Đồ án hcmute) nghiên cứu thiết kế chế tạo hệ thống chiết rót nhiên liệu không dùng điện bán tự động

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP.HCM KHOA CƠ KHÍ CHẾ TẠO MÁY ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGÀNH CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY NGHIÊN CỨU-THIẾT KẾ-CHẾ TẠO HỆ THỐNG CHIẾT RÓT NHIÊN LIỆU KHƠNG DÙNG ĐIỆN BÁN TỰ ĐỘNG GVHD: Th.S ĐỒN TẤT LINH SVTH: NGUYỄN MINH HẢI MSSV: 11243019 SVTH: TRẦN ANH THY MSSV: 11243051 SVTH: NGƠ CHÍ TÂM MSSV: 11243044 SKL 0 Tp Hồ Chí Minh, tháng 7/2015 an TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH KHOA CƠ KHÍ CHẾ TẠO MÁY ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Đề Tài NGHIÊN CỨU-THIẾT KẾ-CHẾ TẠO HỆ THỐNG CHIẾT RĨT NHIÊN LIỆU KHƠNG DÙNG ĐIỆN BÁN TỰ ĐỘNG GVHD : Th.S ĐOÀN TẤT LINH SVTH : Nguyễn Minh Hải MSSV: 11243019 Trần Anh Thy MSSV: 11243051 Ngơ Chí Tâm MSSV: 11243044 Khóa : 2011 – 2015 Ngành : CƠ KHÍ CHẾ TẠO MÁY Tp HồChí Minh, tháng năm 2015 i an TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP.HCM CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM KHOA CƠ KHÍ CHẾ TẠO MÁY Bộ Môn Công Nghệ Chế Tạo Máy Độc lập- Tự do- Hạnh phúc -*** Tp Hồ Chí Minh, ngày - tháng - năm 2015 NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Giảng viên hướng dẫn: Th.S ĐOÀN TẤT LINH Giảng viên phản biện: Sinh viên thực hiện: Nguyễn Minh Hải MSSV: 11243019 Trần Anh Thy MSSV: 11243051 Ngơ Chí Tâm MSSV: 11243044 Lớp: 112430 Khóa: 2011 - 2015 Ngành: Công Nghệ Chế Tạo Máy Hệ: Đại học qui( khối K) Tên đề tài: NGHIÊN CỨU- THIẾT KẾ- CHẾ TẠO HỆ THỐNG CHIẾT RĨT NHIÊN LIỆU KHƠNG DÙNG ĐIỆN BÁN TỰ ĐỘNG Số liệu cho trước: - Năng suất hệ thống 5000-8000 chai/ca (8 giờ) Nội dung đồ án: - Nghiên cứu nguyên lý chiết rót nhiên liệu lỏng - Nghiên cứu nguyên lý làm việc hệ thống - Thiết kế tính tốn phương án định lượng - Thiết kế chế tạo phần khí - Thiết kế hệ thống điều khiển Các sản phẩm: - Hệ thống chiết rót nhiên liệu lỏng bán tự động không dùng điện Nhiệm vụ: - Nguyễn Minh Hải: - Trần Anh Thy: - Ngơ Chí Tâm: Ngày giao đồ án: Ngày nộp đồ án: TRƯỞNG BỘ MÔN GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN ( ký, ghi rõ họ tên) ( ký, ghi rõ họ tên) an TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP.HCM CỘNG HỊA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM KHOA CƠ KHÍ CHẾ TẠO MÁY Bộ Môn Công Nghệ Chế Tạo Máy Độc lập- Tự do- Hạnh phúc -*** - BẢNG NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN Họ tên Sinh viên: NGUYỄN MINH HẢI TRẦN ANH THY NGƠ CHÍ TÂM MSSV: 11243019 MSSV: 11243051 MSSV: 11243044 Ngành: Cơ Khí Chế Tạo Máy Tên đề tài: Nghiên cứu-Thiết kế-Chế tạo hệ thống chiết rót nhiên liệu khơng dùng điện bán tự động Họ tên giáo viên hướng dẫn: Th.S Đoàn Tất Linh NHẬN XÉT Về nội dung đề tài & khối lượng thực hiện: Ưu điểm: Khuyết điểm: Đề nghị cho bảo vệ hay không: Đánh giá loại: 6.Điểm: (Bằng chữ) : TP Hồ Chí Minh, ngày , tháng… , năm 2015 Giáo viên hướng dẫn an TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP.HCM CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM KHOA CƠ KHÍ CHẾ TẠO MÁY Bộ Môn Công Nghệ Chế Tạo Máy Độc lập- Tự do- Hạnh phúc -*** - BẢNG NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN Họ tên Sinh viên: NGUYỄN MINH HẢI TRẦN ANH THY NGƠ CHÍ TÂM MSSV: 11243019 MSSV: 11243051 MSSV: 11243044 Ngành: Cơ Khí Chế Tạo Máy Tên đề tài: Nghiên cứu-Thiết kế-Chế tạo hệ thống chiết rót nhiên liệu khơng dùng điện bán tự động Họ tên giáo viên phản biện : T.S Trần Ngọc Đảm NHẬN XÉT Về nội dung đề tài & khối lượng thực hiện: Ưu điểm: Khuyết điểm: Đề nghị cho bảo vệ hay không: Đánh giá loại: Điểm: (Bằng chữ) : TP Hồ Chí Minh, ngày……, tháng… , năm 2015 Giáo viên phản biện an LỜI CAM KẾT - Tên đề tài: Nghiên cứu-Thiết kế-Chế tạo hệ thống chiết rót nhiên liệu không dùng điện bán tự động - GVHD: Th.s Đoàn Tất Linh - Họ tên sinh viên: Nguyễn Minh Hải MSSV: 11243019 Trần Anh Thy MSSV : 11243051 Ngơ Chí Tâm MSSV : 11243044 - Lớp:112430 - Số điện thoại liên lạc: 093819388 - Địa sinh viên: Số 21/2, Đường 26, P.Bình An, quận 2, TPHCM - Email: hainuispk@gmail.com - Ngày nộp khóa luận tốt nghiệp (ĐATN): - Lời cam kết: “Tơi xin cam đoan khóa luận tốt nghiệp (ĐATN) cơng trình tơi nghiên cứu thực Tôi không chép từ viết công bố mà khơng trích dẫn nguồn gốc Nếu có vi phạm tơi xin chịu hồn tồn trách nhiệm” Tp Hồ Chí Minh, ngày 15 tháng năm 2015 Đại diện ký tên Nguyễn Minh Hải an LỜI CẢM ƠN Trong sống, khơng có thành công mà không gắn liền với hỗ trợ, giúp đỡ dù hay nhiều, dù trực tiếp hay gián tiếp người khác Là sinh viên ngành Công nghệ chế tạo máy trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật thành phố Hồ Chí Minh, chúng em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến toàn thể cán bộ, công nhân viên nhà trường Đặc biệt thầy, trực tiếp giảng dạy, dìu dắt truyền đạt kiến thức quý báu chuyên môn lẫn cách làm người suốt khoảng thời gian chúng em theo học trường, trình thực luận văn tốt nghiệp Cùng với cố gắng nỗ lực nhóm, luận văn tốt nghiệp hoàn thành Tuy nhiên thiếu kinh nghiệm, kiến thức hạn hẹp khó khăn kinh phí nên luận văn tốt nghiệp khó tránh khỏi thiếu sót Nhưng nhờ giúp đỡ thầy, cô giáo, ban giám đốc anh em công nhân công ty cổ phần N.S.T bạn bè lớp động viên, ủng hộ tinh thần giúp nhóm hoàn thành luận văn thời hạn Để bày tỏ lịng kính trọng biết ơn, chúng em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến Thầy Đoàn Tất Linh, giáo viên hướng dẫn, tận tình giúp đỡ, hổ trợ, truyền đạt kiến thức bổ ích lý thuyết lẫn thực tiễn cung cấp tài liệu liên quan động viên, khích lệ tinh thần giúp nhóm hồn thành luận văn cách tốt đẹp Công ty cổ phần N.S.T tạo điều kiện thuận lợi cho nhóm gia cơng, lắp rắp, hệ thống Các thầy phịng đọc, thư viện trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật thành phố Hồ Chí Minh giúp đỡ chúng em q trình tìm lưu tài liệu Các bạn bè lớp ln động viên, khích lệ tinh thần nhóm suốt trình học thời gian thực luận văn an TÓM TẮT NỘI DUNG Trong khoảng vài năm trở lại đây, với cơng nghiệp nói chung cơng nghiệp chiết rót sản phẩm lỏng nói riêng nước ta phát triển Trên thị trường có nhiều hệ thống chiết rót sản phẩm lỏng doanh nghiệp nước nước Hầu hết chiết rót sản phẩm nước giải khát, nước suối, nhớt … Tuy nhiên, việc chiết rót nhiên liệu cồn Ethanol chưa quan tâm đến nhiều với đơn đặt hàng từ công ty cổ phần N.S.T việc chế tạo máy chiết rót cồn Ethanol khơng dùng điện đưa nhu cầu cấp bách việc nghiên cứu chế tạo máy chiết rót sản phẩm Trước thực trạng đó, địi hỏi khoa học kỹ thuật phải ứng dụng vào việc nghiên cứu chế tạo máy chiết rót sản phẩm để kịp thời đáp ứng cho nhu cầu thị trường Nhóm chúng em tìm hiểu phương pháp chiết rót sản phẩm lỏng.Qua nghiên cứu, thiết kế chế tạo hệ thống chiết rót nhiên liệu khơng dùng điện bán tự động nhằm nâng cao suất, giảm thiểu rủi ro, đáp ứng kịp thời yêu cầu thị trường Quá trình nghiên cứu chế tạo gồm bước sau: - Tìm hiểu chất lỏng mà cụ thể cồn Ethanol - Tìm hiểu so sánh phương pháp định lượng chiết rót - Lựa chọn phương án tối ưu - Tính tốn, thiết kế phận máy theo phương án chọn - Kiểm tra lại trình thiết kế - Chế tạo máy chiết rót - Chạy thử - Khắc phục lỗi phát sinh an ABSTRACT Over the last few years, our industry in general and for filling liquid product in particular are developing rapidly In the market, there are various kinds of domestic filling systems for liquid product, made both in and out of the country Most are filling system for soft drink, spring water, oil, etc Howewer filling system for fuel, like Ethanol is not much interested Thanks to N.S.T incorporated company’s order forms, one semiautomatic system which use no electricity puts urgent requirements in researching and manufacturing Facing this reality, to sastisfy market demands, we have to apply science and technology in researching and manufacturing this kind of system Our team researched for filling methods for liquid product Then we learned, designed and manufactured one semiautomatic filling system which use no electricity Purposes are to increase productivity, minimize risks of explosion and burning, satisfy timely market demands The researching and manufacturing process includes these steps: - Finding out about liquid, specially Ethanol - Learning and comparing quantitative methods and filling methods - Making an optimal choice - Working out, designing parts of machines based on the chosen methods - Checking design process - Manufacturing - Testing - Repairing accrued mistakes an MỤC LỤC MỤC LỤC MỤC LỤC MỤC LỤC HÌNH MỤC LỤC BẢNG Chƣơng GIỚI THIỆU TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI 1.1 Đặt vấn đề 1.2 Mục tiêu nghiên cứu 1.3 Đối tƣợng nghiên cứu phạm vi nghiên cứu 1.4 Phƣơng pháp nghiên cứu đề tài 1.5 Kết cấu đề tài Chƣơng CƠ SỞ LÝ THUYẾT 2.1 CHẤT LỎNG 2.1.1 Định nghĩa 2.1.2 Ứng dụng 2.1.3 Các đặc tính chất lỏng 2.2 CHIẾT RÓT SẢN PHẨM LỎNG 2.2.1 Định nghĩa 2.3 MỘT SỐ CƠ CẤU CHIẾT RÓT 2.3.1 Cơ cấu rót kiểu van 2.3.2 Cơ cấu rót tới định mức 2.3.3 Cơ cấu rót có phễu định lƣợng van trƣợt 2.3.4 Cơ cấu rót đẳng áp để rót chất lỏng có nạp khí 2.3.5 Cơ cấu rót chân khơng 10 2.3.6 Cơ cấu rót có chi tiết che kiểu van trƣợt 10 2.4 QUÁ TRÌNH ĐỊNH LƢỢNG 11 2.4.1 Tổng quan phƣơng án định lƣợng 11 2.4.2 Các phƣơng pháp định lƣợng chủ yếu thƣờng có 11 2.5 NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC CỦA MỘT SỐ HỆ THỐNG RÓT 14 2.5.1 Máy chiết rót dùng nguyên lý tràn đầy hệ thống 14 2.5.2 Máy chiết rót dùng nguyên lý servo làm hệ thống bơm 15 2.5.3 Máy chiết rót dùng nguyên lý điền đầy theo thời gian 16 2.5.4 Máy chiết rót dùng nguyên lý piston 17 2.5.5 Máy chiết rót dùng nguyên lý trọng lƣợng tịnh 17 2.6 TÌM HIỂU VỀ CÁC THIẾT BỊ ĐIỀU KHIỂN CHO HỆ THỐNG CHIẾT RÓT 18 2.6.1 Các loại máy nén khí 18 2.6.2 Các loại van điều khiển khí nén 19 2.6.3 Động khí nén 21 2.7 NGHIÊN CỨU CÁC HỆ THỐNG CHIẾT RÓT CƠ BẢN 22 2.7.1 Tình hình phát triển máy chiết rót đóng nắp chai giới 22 2.7.2 Tình hình phát triển máy chiết rót đóng nắp chai nƣớc 23 2.7.3 Kết luận 24 an Chƣơng 5: TÍNH TỐN KIỂM NGHIỆM KHUNG Hình 5.14 Biểu đồ lực 1,3 Hình 5.15 Kết tính tốn lực 1,3 Trang 69 an Chƣơng 5: TÍNH TỐN KIỂM NGHIỆM KHUNG Cho 2,4 Trang 70 an Chƣơng 5: TÍNH TỐN KIỂM NGHIỆM KHUNG Hình 5.16.Biểu đồ lực 2,4 Hình 5.17 Kết tính toán lực 1,3 Trang 71 an Chƣơng 5: TÍNH TỐN KIỂM NGHIỆM KHUNG Hình 5.18 Mơmen uốn Mx Hình 5.19 Mơmen uốn My Trang 72 an Chƣơng 5: TÍNH TỐN KIỂM NGHIỆM KHUNG Hình 2.20 Mơmen uốn Mz Biểu đồ lực dọc trục thanh: Hình 5.21 Lực cắt khung Trang 73 an Chƣơng 5: TÍNH TỐN KIỂM NGHIỆM KHUNG Hình 5.22 Mơ độ biến dạng khung Trang 74 an Chƣơng 6: THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN Chƣơng THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN 6.1 ĐIỀU KHIỂN HÀNH TRÌNH XYLANH Biểu đồ trạng thái đƣợc biểu diễn: Hình 6.1 Biểu đồ trạng thái xylanh II E1 : start S1 E2 : S8 Sơ đồ điều khiển cụm điều khiển đóng nắp chai : Hình 6.2 Trang thái ban đầu Trang 75 an Chƣơng 6: THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN Hình 6.3 Trạng thái đƣợc cấp khí  Nguyên lý làm việc: Xylanh đƣợc nối với nguồn khí từ máy nén khí, nhấn nút Start xylanh C+ khí lấy từ tầng (T1) chạm vào cơng tắc hành trình S6 xylanh A+ lấy khí từ (T1) chạm vào cơng tắc hành trình S2 xylanh B- (T1) chạm S3 xylanh D+ (T1) chạm S8 xylanh D- về,chuyển đổi trạng thái sử dụng khí từ tầng (T2) chạm S7 ngắt khí vào xylanh B lị xo hồi vị trí ban đầu chạm S4 xylanh C- (T2) chạm S5 xylanh A- chạm vào S1 khí đƣợc đƣa vào E1 đẩy van 4/2 từ trái sang phải khí đƣợc cấp lại cho tầng hệ thống tiếp tục theo tuần hoàn Nhấn strat lần hệ thống dừng hoạt Sơ đồ cụm điều khiển cấp nhiên liệu: Trang 76 an Chƣơng 6: THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN Hình 6.4 Sơ đồ điều khiển cụm cấp nhiên liệu  Nguyên lý hoạt động : Tác động vào nút nhấn van 3/2 (A+) khí từ cổng (1 2) lên đẩy van 5/2 từ trái sang phải sau van 3/2 hồi vị trí ban đầu nhờ vào lo xo khí từ cửa (5 4) vào xylanh A đẩy xylanh ra, ta nhấn nút A- khí đƣợc cấp vào van 3/2 đẩy van 5/2 theo chiều ngƣợc lại khí từ cổng (1 2) cấp vào xylanh đẩy xylanh A di vào Xylanh B tƣơng tự nhƣ xylanh A Trang 77 an Chƣơng :GIA CÔNG VÀ LẮP RÁP Chƣơng GIA CƠNG VÀ LẮP RÁP 7.1 Q TRÌNH GIA CƠNG VÀ LẮP RÁP Hình 7.1 Cắt phơi liệu Hình 7.2 Tiện ống nối ren Trang 78 an Chƣơng :GIA CƠNG VÀ LẮP RÁP Hình 7.3 Lắp ráp bình định lƣợng Hình 7.4 Lắp ống nối ren Trang 79 an Chƣơng :GIA CÔNG VÀ LẮP RÁP Hình 7.5 : Mặt bích Hình 7.6 Cụm chống tràn Trang 80 an Chƣơng 8: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Chƣơng KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 8.1 KẾT LUẬN Sau hoàn thành đồ án tốt nghiệp nhóm chúng em trang bị thêm đƣợc cho số kiến kiến thức chuyên môn mà học lý thuyết chúng em chƣa đƣợc hiểu rõ, nhƣ có thêm đƣợc số kinh nghiệm gia cơng chi tiết, biết thêm đƣợc nhƣng cửa hàng nơi chun bn bán chi tiết vật liệu khí Những vấn đề mà chúng em đạt hạn chế trình làm đồ án tốt nghiệp:  Kết đạt đƣợc: - Nắm rõ đƣợc quy trình để thiết kế chế tạo sản phẩm chi tiết máy - Biết sử dụng đƣợc thêm nhiều phần mêm ngành khí: inventor, creo, solidworks,… - Biết đƣợc quy tắc tác phong làm việc nhà xƣởng - Biết sử dụng thành thạo loại máy: máy hàn, máy cắt, máy mại, máy tiện, máy khoan, … - Khả tinh thần làm việc nhóm đƣợc nâng cao - Kiến thƣc chuyên môn đƣợc nâng cao làm bƣớc đà sau tốt nghiệp …  Hạn chế: - Thời gian đầu làm đồ án cịn chƣa quen bỡ ngỡ với cơng việc - Trong q trình gia cơng chi tiết sai sót nên lắp ráp gặp phải khó khăn dẫn đến phải điều chỉnh lại chi tiết nhiều lần -Do thời gian kinh phí có hạn bên cạnh hiểu biết thực tiễn gia cơng khí chƣa đƣợc tốt nên đồ án hồn thành chƣa thực tốt 8.2 KIẾN NGHỊ - Mục tiêu : làm tăng thêm suất hệ thống dựa vào nhu cầu sản xuất thị trƣờng tiêu thụ - Giải pháp : tự động hóa hệ thống cấp chai, cấp nắp ( sử dụng phễu rung ,…), mở rộng băng tải thành 2,4,…line để nâng cao suất - Điều khiển : sử dụng mạch điều khiển động khí nén , xy lanh khí nén thiết bị dùng điện có số IP (International Protection) cao Trang 81 an TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Trịnh Chất _ Lê Văn Uyển, Tính Tốn Thiết Kế Hệ Dẫn Động Cơ Khí NXB Giáo Dục 2006 [2] Nguyễn Trọng Hiệp, Nguyễn Văn Lẫm ,Thiết Kế Chi Tiết Máy, NXB GD [3] Nguyễn Hữu Lộc, Giáo trình sở thiết kế máy, ĐHBK TP.HCM [4] PGS.Hà Văn Hui _ TS.Nguyễn Chỉ Sáng, Sổ tay thiết kế khí tập 3, NXB KHKT [5] Hồ Viết Bình – Phan Minh Thanh (2013), “Giáo trình Cơng nghệ chế tạo máy”, Nhà xuất ĐHQG, Tp HCM, Viê ̣t Nam [6] Trần Quốc Hùng, Giáo trình dung sai kỹ thuật đo,Nhà xuất ĐHQG, Tp HCM, Viê ̣t Nam [7] Nguyễn Văn Dự, Hướng dẫn tính tốn băng tải ,2011 [8] Nguyễn Đình Đức _ Đào Nhƣ Mai NXB KHKT, Sức Bền Vật Liệu Và Kết Cấu Trang 82 an S an K L 0 ... Ngành: Cơng Nghệ Chế Tạo Máy Hệ: Đại học qui( khối K) Tên đề tài: NGHIÊN CỨU- THIẾT KẾ- CHẾ TẠO HỆ THỐNG CHIẾT RĨT NHIÊN LIỆU KHƠNG DÙNG ĐIỆN BÁN TỰ ĐỘNG Số liệu cho trước: - Năng suất hệ thống 5000-8000... enthanol) khơng dùng điện bán tự động nhóm đạt hiệu tối ƣu Trang 24 an Chƣơng 3: THIẾT KẾ MÁY CHIẾT RÓT BÁN TỰ ĐỘNG Chƣơng THIẾT KẾ MÁY CHIẾT RÓT BÁN TỰ ĐỘNG 3.1 CƠ SỞ THIẾT KẾ Dựa vào nhu cầu... Chƣơng 3: THIẾT KẾ MÁY CHIẾT RÓT BÁN TỰ ĐỘNG 3.3.2 Nguyên lý hoạt động hệ thống: Hình 3.7: Hệ thống chiết rót cồn bán tự động Chai đƣợc sẳn phễu cấp chai (3) khởi động hệ thống động quay, động làm