(Đồ án hcmute) thiết kế và chế tạo máy vào bao bán tự động cho nguyên liệu nhựa tái chế

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP.HCM KHOA ĐÀO TẠO CHẤT LƯỢNG CAO ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGÀNH CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO MÁY VÀO BAO BÁN TỰ ĐỘNG NGUYÊN LIỆU NHỰA TÁI CHẾ GVHD: ThS ĐOÀN TẤT LINH SVTH : NGUYỄN VĂN ĐẠT LÊ VŨ QUỐC KHÁNH PHAN TRỌNG LỄ CAO TRÍ SKL 0 7 Tp Hồ Chí Minh, tháng 08 năm 2016 an 12143292 12143423 12143425 12143228 TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP HỒ CHÍ MINH KHOA ĐÀO TẠO CHẤT LƯỢNG CAO NGÀNH CƠ KHÍ CHẾ TẠO MÁY ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO MÁY VÀO BAO BÁN TỰ ĐỘNG NGUYÊN LIỆU NHỰA TÁI CHẾ GVHD: ThS ĐOÀN TẤT LINH SVTH : NGUYỄN VĂN ĐẠT 12143292 LÊ VŨ QUỐC KHÁNH 12143423 PHAN TRỌNG LỄ 12143425 CAO TRÍ 12143228 TP HỒ CHÍ MINH, tháng 8năm 2016 i an CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độclập – Tự – Hạnhphúc *** Tp HồChí Minh, ngày15 tháng năm 2016 NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Sinhviên 1:NGUYỄN VĂN ĐẠT MSSV: 12143292 Sinhviên 2:LÊ VŨ QUỐC KHÁNH MSSV: 12143423 Sinhviên 3:PHAN TRỌNG LỄ MSSV: 12143425 Sinhviên 4:CAO TRÍ MSSV: 12143228 Ngànhcơkhíchếtạomáy Giảngviênhướngdẫn:ThS ĐồnTấtLinh Ngàynhậnđềtài: 01/03/2016 Lớp: 12143CL1 ĐT: 0909069338 Ngàynộpđềtài: 15/7/2016 Tênđềtài: THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO MÁY VÀO BAO BÁN TỰ ĐỘNG NGUYÊN LIỆU NHỰA TÁI CHẾ Cácsốliệu, tàiliệu ban đầu:  Năngsuất tấn/giờ  Lựcép 300kg  Vàobaocókíchthước 1,8 m3  Vậnhànhbántựđộng  HệthốngtruyềnđộngĐiện / Điệnkhínén Nội dung thựchiệnđề tài:      Khảosátngunlývàobaongunliệuxơ / xốp Tínhtốnlựcnénchongunliệunhựatáichế Thiếtkếhệthốngtruyềnđộng Thiếtkếchânđỡbăngtruyền Thiếtkếchếtạohệthốngcấpvàobaongunliệunhựatáichế  Thicơngchếtạo ii an Sảnphẩm:  Máycấpvàobaonguyênliệunhựatáichế  ứngdụngtạicôngtyTânPhát TRƯỞNG NGÀNH GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN iii an KHOA ĐÀO TẠO CHẤT LƯỢNG CAO NGÀNH CƠ KHÍ CHẾ TẠO MÁY CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độclập – Tự – HạnhPhúc ****** BẢNG NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN Sinhviên 1:NGUYỄN VĂN ĐẠT MSSV: 12143292 Sinhviên 2:LÊ VŨ QUỐC KHÁNH MSSV: 12143423 Sinhviên 3:PHAN TRỌNG LỄ MSSV: 12143425 Sinhviên 4:CAO TRÍ MSSV: 12143228 Tênđềtài: THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO MÁY VÀO BAO BÁN TỰ ĐỘNG NGUYÊN LIỆU NHỰA TÁI CHẾ Giáoviênhướngdẫn: ThS ĐOÀN TẤT LINH NHẬN XÉT 1.Vềnội dung đềtài&khốilượngthựchiện: 2.Ưu điểm: 3.Khuyếtđiểm: iv an KHOA ĐÀO TẠO CHẤT LƯỢNG CAO NGÀNH CƠ KHÍ CHẾ TẠO MÁY CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độclập – Tự – HạnhPhúc ****** BẢNG NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN Sinhviên 1:NGUYỄN VĂN ĐẠT MSSV: 12143292 Sinhviên 2:LÊ VŨ QUỐC KHÁNH MSSV: 12143423 Sinhviên 3:PHAN TRỌNG LỄ MSSV: 12143425 Sinhviên 4:CAO TRÍ MSSV: 12143228 Tênđềtài: THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO MÁY VÀO BAO BÁN TỰ ĐỘNG NGUYÊN LIỆU NHỰA TÁI CHẾ Giáoviênhướngdẫn: ThS ĐOÀN TẤT LINH NHẬN XÉT 4.Vềnội dung đềtài&khốilượngthựchiện: 5.Ưu điểm: 6.Khuyếtđiểm: v an LỜI CẢM ƠN Sauhơn nămhọctập, rènluyệnvàhơn thánglàmđồántốtnghiệpvớisựcốgắngcủanhómthìđồáncũngđãhồnthành, tuynhiên thiếukinhnghiệmthựctế, khốilượngcơngviệckhánhiềunênđồánkhơngtránhkhỏinhữngthiếusót Nhưngnhờsựgiúpđỡcủaqthầycơvàbạnbètronglớp, nhómđãhồnthàngđồánđúngthờihạn Đểbàytỏlịngkínhtrọngvàbiếtơnnhómxinchânthànhcámơn :  ThầyThS ĐồnTấtLinhđãhướngdẫntậntình, độngviênnhómtrongsuốtqtrìnhlàmđồán  Cácbạntronglớpđãgiúpđỡtậntìnhtrongqtrìnhlàmđồán  CuốicùngnhómxinchânthànhcámơnqthầycơtrongKhoaCơKhíChếTạoMáy, KhoaĐàoTạoChấtLượng Cao – Trường ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP.HCMđãcungcấpnhữngkiếnthứcnghềnghiệp, nhữngkỹnăngthựchành, nhữngkỹnăngcầnthiếttrongsuốt nămhọcđểnhómhồnthànhđồántốtnghiệpvàquantrọnglàchocơngviệccủacácthànhviên nhómsaunày Sinhviênthựchiện NGUYỄN VĂN ĐẠT LÊ VŨ QUỐC KHÁNH PHAN TRỌNG LỄ CAO TRÍ vi an TĨM TẮT Xuấthiệnlầnđầutiênvàonăm 1968, đến máynénrácđãtrải qua rấtnhiềuthếhệvớinhiềucảitiếnvượtbậctừcơcấu, cơcấuvậnhành, cơcấuđiềukhiển… cơngnghệchúngemsửdụngtrongđồánnàylàhệthốngépsửdụngcơcấukhínén, cơngnghệtươngđốitiếtkiệm, phùhợpvớitìnhhìnhthựctếcủacơngtynhựatáichếTânPhát Máydồnrácbántựđộngnàylàmộtloạimápcócơngsuấtvừa, kíchthướctươngđốigọn, phùhợpvớimơitrườngbêntrongcáccơngtycỡtrungbình, nhằmgiúpthugomrácvàobaotrởnêndễdàngvàthuậntiệnhơn Phươngphápnghiêncứu: - Tìmhiểutàiliệuvàcácthiếtkếhiệncó trongvàngồinước - Tínhtốnthiếtkếmơhình - Tiếnhànhthựcnghiệm, đođạcvàvẽđồthị, phântíchvàhiệuchỉnh Mụctiêucủađềtài: - Cấprácvàobaobántựđộngngunliệunhựatáichế - Năngsuất tấn/giờ - Vàobaocókíchthước 1,8 m3 - Vậnhànhbántựđộng - Sửdụngkhínén Kếtquảđạtđược: - Thiếtkếvàchếtạothànhcơngmáydồnrácsửdụngcơcấukhínén Hệthốngđiềukhiểnbántựđộngổnđịnh Hiệusuấtcủamáyđạtkếtquảcao MỤC LỤCTRANG Trangphụbìa i ii,iii Nhiệmvụđồántốtnghiệp vii an Trangphiếunhậnxétcủagiáoviênhướngdẫn Trangphiếunhậnxétcủagiáoviênphảnbiện Lờicảmơn Tómtắt Mụclục Danhmụccácbảngbiểu Danhmụccáchìnhảnh iv v vi vii viii,ix,x xi xii,xiii,ix Chương : TỔNG QUAN VỀ PHẾ PHẨM NHỰA 1.1.Đặc điểm phế phẩm nhựa 1.1.1.Thành phần 1.1.2.Phân loại 1.1.2.1 Phân loại dựa vào thành phần hóa học mạch 1.1.2.2 Phân loại dựa vào cấu trúc 1.1.2.3 Phân loại dựa vào thành phần monome (mắt xích bản) 1.1.2.4 Phân loại dựa vào cách xếp nhóm chức không gian 1.1.2.5 Phân loại dựa theo tính chất lý 1.1.2.6.Phân loại theo nguồn sử dụng 1.2.Một số tính chất nhựa 2.1.Các quy trình tái chế nhựa 10 CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÍ THUYẾT 17 2.1 Tính chất hóa học vật lí vật liệu nhựa cần sử lí 17 2.2 Các hệ thống ép 17 2.2.1 Hệ thống ép sử dụng vit – me bi 17 2.2.2 Hệ thống ép sử dụng khí nén 18 2.2.3 Lựa chọn phương án tối ưu 19 2.3.Cách tính tốn thiết kế cấu truyền động khí nén 19 2.4.Lí thuyết vật liệu 20 2.4.1.Khái niệm chung thép 20 viii an 2.4.2.Thép cacbon 20 2.4.3.Thép hợp kim 25 2.5.Phương án chọn vật liệu chế tạo võ thùng máy ép rác tự động 30 CHƯƠNG 3: TÍNH TỐN PHẦN THIẾT KẾ CƠ KHÍ 32 MÁY VÀO BAO BÁN TỰ ĐỘNG 32 3.1 Tổng quan thiết kế khí: 32 3.1.1.Thiết kế khung: 32 3.1.2.Máy vào bao bán tự động: 33 3.1.3 Phễu vào rác: 34 3.1.4 Thùng máy 36 3.1.5: Bộ khung chân máy vào bao bán tự động: 37 3.1.6: Đầu ép rác (gắn vào xy-lanh) 39 3.1.7.Băng tải: 42 3.1.8: Thiết kế chân băng tải: 43 3.1.9 Cơ cấu gá bao: 48 CHƯƠNG 4: THIẾT KẾ ĐIỆN CỦA MÁY VÀO BAO BÁN TỰ ĐỘNG 53 4.1 Yêu cầu thiết kế: 53 4.2.Hoạt động máy 54 4.2.1 Khi xylanh đẩy ra: 54 4.2.2 Khi đầu nén rút lại: 56 4.2.3 Nút nhấn an tồn có cố: 57 CHƯƠNG 5: THỰC NGHIỆM 58 5.1 Thực nghiệm dồn rác vào bao 58 5.1.1.Mục tiêu số liệu 58 5.1.2 Các loại rác dồn vào bao: 58 5.2.Quy trình thử nghiệm máy 59 ix an Hình 3.30: Gá bao vào máy - Tiến hành thử nghiệm với máy sau thiết kế lắp ráp xong Nhưng khối lượng bao nặng khó lấy, nhóm định thiết kế xe trượt nhỏ đặt bao tiện việc lấy bao chế tạo từ thép CT3 với kích thước sau: - Xe trượt chế tạo từ thép CT3 với kích thước sau: Khoa ĐT CLC – ĐH SPKT TP.HCM an 50 Hình 3.31: Mặt xe trượt Hình 3.32: Mặt bên xe trượt Hình 3.33: Mặt cắt cạnh xe trượt - Xe trượt thiết kế gồm sắt khối kích thước 1000 x 50 x 50 (mm) khối tròn ø50mm - bánh xe dung loại sắt ray V Khoa ĐT CLC – ĐH SPKT TP.HCM an 51 Hình 3.34: Máy vào bao bán tự động + xe trượt phụ Khoa ĐT CLC – ĐH SPKT TP.HCM an 52 CHƯƠNG 4: THIẾT KẾ ĐIỆN CỦA MÁY DỒN RÁC VÀO BAO BÁN TỰ ĐỘNG 4.1 Yêu cầu thiết kế: - Khi ta nhấn nút Start/stop sau giây máy hoạt động, đầu nén đẩy để dồn rác, sau đầu nén rút trạng thái ban đầu Chúng hoạt động tuần hoàn thế, ta nhấn lại nút Start/stop máy dừng hoạt động Hình 4.1 : Sơ đồ mạch điện máy trạng thái chưa hoạt động Khoa ĐT CLC – ĐH SPKT TP.HCM an 53 4.2.Hoạt động máy 4.2.1 Khi xylanh đẩy ra: - Khi ta nhấn nút Star/stop máy chạy,đầu nén đẩy Hình 4.2: Khi đầu nén đẩy Khoa ĐT CLC – ĐH SPKT TP.HCM an 54 Hình 4.3: Mơ đầu nén đẩy Khoa ĐT CLC – ĐH SPKT TP.HCM an 55 4.2.2 Khi đầu nén rút lại: - Sau đầu nén đẩy gặp cảm biến 2, Van đổi chiều Xylanh thu hồi Bảng 4.4: Đầu nén trở trạng thái ban đầu Khoa ĐT CLC – ĐH SPKT TP.HCM an 56 4.2.3 Nút nhấn an tồn có cố: - Khi gặp cố ta nhấn nút On/Off máy dừng hoạt động Hình 4.5: Máy ngừng hoạt động gặp cố Kết luận : Sau chạy mô phần mềm Festo Fluidsim lắp đặt thực tế máy ta đạt kết mong muốn Khoa ĐT CLC – ĐH SPKT TP.HCM an 57 CHƯƠNG 5: THỰC NGHIỆM 5.1 Thực nghiệm dồn rác vào bao 5.1.1.Mục tiêu số liệu - Cấp rác vào bao bán tự động nguyên liệu nhựa tái chế - Năng suất tấn/giờ - Vào bao có kích thước 1,8 m3 - Vận hành bán tự động 5.1.2 Các loại rác dồn vào bao: Đây Máy thiết kế cho nhà máy sản xuất nhựa tái chế Tân Phát nên sản phẩm sản phẩm dồn vào bao bao tải nhựa PP,bao nilong,… Hình 5.1: Các loại rác tái chế dồn vào bao tải Khoa ĐT CLC – ĐH SPKT TP.HCM an 58 5.2.Quy trình thử nghiệm máy Quá trình thử nghiệm nhằm đánh giá khả ép,thể tích rác sau lần ép, số lần ép đến tải vật liệu,từ điều chỉnh số chu trình ép tối ưu Quy trình ép thử lần 1: - Lần lượt cho rác vào đầy bao Để máy ép Tiếp tục cho rác vào Để máy ép liên tục Đếm số lần ép từ lúc bắt đầu đến bao chứa đạt 90% thể tích Ta tiến hành ép thử ,đo đạt lấy giá trị trung bỉnh thể tích bao Số lần ép Thể tích rác sau ép (%) 65 70 77 85 90 Ghi Bảng 5.1: Số liệu quy trình ép lần Quy trình ép thử lần 2: Số lần ép Thể tích rác sau ép (%) 67 73 77 85 92 Ghi Bảng 5.2: Số liệu quy trình ép lần Khoa ĐT CLC – ĐH SPKT TP.HCM an 59 Quy trình ép thử lần 3: Số lần ép Thể tích rác sau ép (%) 65 73 77 85 92 Ghi Bảng 5.3: Số liệu quy trình ép lần Kết cho ta thấy sau lần ép thể tích bao tải lại tăng lên sau lần ép ta thu kết mong muốn Hình 5.2 : Bao tải trước sau dồn rác 5.3 Bảo trì bảo dưỡng - Máy có cơng suất hoạt động tấn/giờ, tần suất tiếng/ngày, ta bảo trì máy theo định kỳ tháng/lần Khoa ĐT CLC – ĐH SPKT TP.HCM an 60 CHƯƠNG 6: KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN 6.1 Kết luận: Sau thời gian nghiên cứu, thiết kế, chế tạo thử nghiệm, nhóm tự đánh giá hoàn thành nhiệm vụ, mục tiêu đề chế tạo thành công máy dồn rác vào bao bán tự động Qua trình chạy thử nghiệm cho thấy máy đạt thông số thiết kế đáp ứng yêu cầu công ty sản xuất nhựa tái chế Tân Phát 6.2 Hướng phát triển : Máy dồn rác vào bao bán tự động mà nhóm chế tạo đạt yêu cầu công ty Tân Phát, song, muốn đưa thị trường cần cải tiến thêm công suất hệ thống ép thiết kế bên ngồi tinh tế Vì nhóm đề nghị tiếp tục nghiên cứu giải pháp để nâng cao chất lượng ép suất hoạt động máy Khoa ĐT CLC – ĐH SPKT TP.HCM an 61 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Nguyễn Hữu Lộc, Cơ sở thiết kế máy, NXB ĐHQ, 2004 [2] Trịnh Chất – Lê Văn Un, Tính tốn thiết kế hệ thống dẫn động khí tập 1, NXB GDVN, 2010 [3] Trần Thế San – Trần Thị Kim Lang, Khí nén Thủy lực,NXB KH&KT,2009 [4] Nguyễn Hoa Thịnh, Nguyễn Đình Đức, Vật liệu composite: Cơ học cơng nghệ, NXB KHKT, Hà Nội, 2002 Khoa ĐT CLC – ĐH SPKT TP.HCM an 62 Khoa ĐT CLC – ĐH SPKT TP.HCM an 63 an ... máy vào bao bán tự động Gồm: + máy vào bao bán tự động + băng truyền Khoa ĐT CLC – ĐH SPKT TP.HCM an 32 3.1.2 .Máy vào bao bán tự động: Hình 3.2 cấu trúc máy vào bao bán tự động Các phận cấu máy. .. Khảosátngunlývàobaongunliệuxơ / xốp Tínhtốnlựcnénchongunliệunhựatáichế Thiếtkếhệthốngtruyềnđộng Thiếtkếchânđỡbăngtruyền Thiếtkếchếtạohệthốngcấpvàobaonguyênliệunhựatáichế  Thicôngch? ?tạo ii an Sảnphẩm:  Máycấpvàobaonguyênliệunhựatáichế... PHẦN THIẾT KẾ CƠ KHÍ MÁY VÀO BAO BÁN TỰ ĐỘNG 3.1 Tổng quan thiết kế khí: 3.1.1 .Thiết kế khung: Với yêu cầu cấu tạo nguyên lý hoạt động máy vào bao bán tự động, nhóm nghiên cứu đưa thiết kế khí