Đồ án đóng nắp chai tự động

Thị trấn có hai con sông chạy qua này đã được nạo vét sâu ,rộng hơn ,nhưng còn nhỏ .rộng trug bình 15m sâu 4m và bị nhiễm mặt quanh năm . Về mùa mưa mực nước cao nhất 1.8m thường xuyên từ 1.41.6m.Về mùa khô mực nước từ 0.7m – 0.8m.

Đồ án Tự động hóa sản xuất – GVHD Đoàn Thế Thảo Sinh viên thực hiện : Nguyễn Hữu Thƣơng – 20802192 Trang [1] Mục lục _Toc311538667LỜI NÓI ĐẦU 3 CHƢƠNG 1 : TỔNG QUAN VỀ QUY TRÌNH ĐÓNG NẮP CHAI BIA 4 1.1. Tìm hiểu chung về đóng nắp chai bia: 4 1.2. Kích thƣớc tiêu chuẩn của đầu nắp chai bia và nắp chai: 4 1.2.1. Chai bia : 4 1.2.2. Nắp chai bia: 5 1.3. Các phƣơng án lựa chọn 5 1.3.1. Hệ thống cấp nắp chai tự động: 5 1.3.2. Hệ thống đóng nắp chai tự động: 8 1.3.3. Hệ thống cấp chai tự động : 11 1.3.4. Tổng quát : 11 CHƢƠNG 2 : TÍNH TOÁN HỆ THỐNG CẤP NẮP CHAI 13 2.1. Tính toán hệ cấp phôi dạng xích tải 13 2.1.1. Số liệu thiết kế: 13 2.1.2. Tính toán hệ thống xích tải: 13 2.2. Xác định công suất động cơ và phân phối tỉ số truyền cho hệ thống truyền động . 17 2.2.1. Chọn động cơ điện: 17 2.2.2. Bảng thông số kỹ thuật động cơ điện 18 2.3. Các thông số của nắp chai: 18 2.4. Tính toán độ nghiêng của băng tải nắp 19 2.5. Thiết kế thùng chứa nắp 21 2.6. Thiết kế khuôn định hƣớng nắp 21 2.7. Tính toán độ cong của ống dẫn để nắp chai di chuyển đƣợc 23 2.8. Tính toán sao gạt nắp : 27 CHƢƠNG 3 : CHƢƠNG III: TÍNH TOÁN HỆ THỐNG TẢI CHAI 28 3.1. Tính toán sao gạt chai : 28 3.2. Một số phƣơng án truyền động gián đoạn 29 3.2.1. Cơ cấu bánh răng khuyết: 29 3.2.2. Cơ cấu Man: 30 3.3. Cơ cấu Man: 30 3.3.1. Giới thiệu, cấu tạo và nguyên lý hoạt động: 30 3.3.2. Tính toán cơ cấu Man: 31 3.3.3. Tính toán hệ thống xích tải: 35 Đồ án Tự động hóa sản xuất – GVHD Đoàn Thế Thảo Sinh viên thực hiện : Nguyễn Hữu Thƣơng – 20802192 Trang [2] 3.3.4. Chọn động cơ điện: 36 CHƢƠNG 4 : TÍNH TOÁN HỆ THỐNG ĐÓNG NẮP CHAI 38 4.1. Tính toán kết cấu đóng nắp chai: 38 4.2. Thiết kế hệ thống khí nén đóng nắp chai với các thông số: 42 4.3. Thiết kế sơ đồ khí nén: 42 Tài liệu tham khảo: 44 Đồ án Tự động hóa sản xuất – GVHD Đoàn Thế Thảo Sinh viên thực hiện : Nguyễn Hữu Thƣơng – 20802192 Trang [3] LỜI NÓI ĐẦU Đồ án tự động hóa là một trong những đồ án quan trọng của sinh viên ngành Kỹ thuật. Đồ án này đƣợc thực hiện nhằm mục đích giới thiệu cho sinh viên các hệ thống sản xuất tiên tiến và linh hoạt, những phƣơng pháp mới trong sản xuất công nghiệp để nâng cao tầm quản lý và định hƣớng phát triển của sự nghiệp Cơ khí sau này. Trong quá trình thực hiện, sinh viên đƣợc giao tính toán hệ thống cấp phôi (nắp chai) dạng xích tải, tải chai, đóng nắp chai. Đây là một hệ thống trong quy trình sản xuất bia. Tuy đơn giản về mặt kết cấu nhƣng hệ thống này có đầy đủ những yêu cầu cơ bản để khi thực hiện, sinh viên nắm đƣợc những kỹ thuật then chốt làm nền móng cho quá trình học tập và đi sâu vào lĩnh vực sản xuất tự động. Mục đích của đồ án này là làm cho sinh viên biết ứng dụng những hiểu biết của mình về Cơ khí để áp dụng thiết kế cho một bài toán thực tế trên cơ sở những gì đã học. Từ đó rút ra đƣợc những bài học kinh nghiệm đầu đời cho chính bản thân để sẵn sàng bƣớc vào con đƣờng Kỹ thuật chế tạo. Xin chân thành cám ơn những bài học kinh nghiệm quý báu của các Thầy Cô trong bộ môn Cơ điện tử và sự hƣớng dẫn nhiệt tình của Ths.Đoàn Thế Thảo đã giúp cho sinh viên hoàn thành bài tập này ! Thành phố HCM, ngày 9 - 12 – 2011 Đồ án Tự động hóa sản xuất – GVHD Đoàn Thế Thảo Sinh viên thực hiện : Nguyễn Hữu Thƣơng – 20802192 Trang [4] CHƢƠNG 1 : TỔNG QUAN VỀ QUY TRÌNH ĐÓNG NẮP CHAI BIA 1.1. Tìm hiểu chung về đóng nắp chai bia: Đây là một phần trong quá trình sản xuất bia, sau khi chiết bia vào chai, chai đƣợc thiết bị cấp chai đƣa vào bộ phận đóng nắp chai để thực hiện quá trình đóng nắp chai. Do yêu cầu sản xuất ngày một tăng vì vậy đòi hỏi một quy trình có tính tự động hóa cao, đảm bảo vệ sinh an toàn thực phẩm, đảm bảo sức khỏe cho ngƣời tiêu dung hơn nữa là giữ lại vị đậm đà của hƣơng vị bia cũng nhƣ yêu cầu riêng của từng nhà sản xuất bia riêng biệt. 1.2. Kích thƣớc tiêu chuẩn của đầu nắp chai bia và nắp chai: 1.2.1. Chai bia : Hình 1 Chai Heineken tham khảo Hình 2 Chai Bia Đồ án Tự động hóa sản xuất – GVHD Đoàn Thế Thảo Sinh viên thực hiện : Nguyễn Hữu Thƣơng – 20802192 Trang [5] 1.2.2. Nắp chai bia: Hình 3 Nắp chai tiêu chuẩn trƣớc khi đóng Các bộ phận chính của hệ thống đóng nắp chai: Hệ thống cấp nắp chai tự động. Hệ thống cấp chai tự động. Hệ thống đóng nắp chai tự động. 1.3. Các phƣơng án lựa chọn 1.3.1. Hệ thống cấp nắp chai tự động: 1.3.1.1. Phƣơng án 1: Phƣơng pháp cấp phôi rung Nguyên lý: Phôi đƣợc vận chuyển trong mâm xoay từ thấp lên cao, qua thanh gạt để định hƣớng phôi theo 2 chiều nằm sấp hay nằm ngửa, nắp chai tiếp tục đƣợc vận chuyển qua bộ phận nhƣ hình để loại bỏ các nắp nằm sấp nhƣ vậy nắp chai đã đƣợc định hƣớng. Phương pháp này cũng sử dụng nguyên lý cân bằng trọng lượng. Hình 5 Mô hình cấp phôi rung Hình 4 Ứng dụng mô hình cấp phôi rung Đồ án Tự động hóa sản xuất – GVHD Đoàn Thế Thảo Sinh viên thực hiện : Nguyễn Hữu Thƣơng – 20802192 Trang [6] 1.3.1.2. Phƣơng án 2: Dùng băng tải nghiêng Nguyên lý: Sau khi nghiên cứu, giải pháp đƣa ra là dùng thiết bị cấp nắp chai trên nguyên tắc băng tải gàu tải: Dùng các gàu gắn trên băng tải chuyển động mang nắp chai từ thùng chứa nắp đặt dƣới nền lên thùng chứa nắp của máy đóng nắp. Ƣu điểm: Của thiết bị này là tƣơng đối đơn giản dễ chế tạo. Phôi nắp đƣợc đổ vào thùng ở dƣới thấp nên thuận tiện hơn. Năng suất cao. Vấn đề cốt lõi của phƣơng án là bài toán giải quyết việc ứng dụng tự động hóa vào thực tế sản xuất cũng nhƣ cách làm thế nào để không gây kẹt, hỏng nắp. Hình 6 Mô hình thực tế của phƣơng pháp băng tải gàu Đồ án Tự động hóa sản xuất – GVHD Đoàn Thế Thảo Sinh viên thực hiện : Nguyễn Hữu Thƣơng – 20802192 Trang [7] Thiết bị cắp nắp chai dựa trên nguyên lý băng tải gàu như sau: Khi động cơ truyền động quay lu lô (2). Do ma sát sẽ làm cho băng tải (3) chuyển động. Trên băng tải có gắn các thanh (4) sẽ vận chuyển nắp từ bồn nắp (5) lên đổ vào máng hứng (6). Phương pháp này cũng dựa trên nguyên lý cân bằng trọng lượng: nếu nắp chai nằm sấp thì khi băng tải đi lên sẽ làm cho trọng tâm của nắp chai nằm ngoài tạo môment làm cho nắp chai rớt xuống. Phương pháp này đã được Ban Giám đốc Công ty Bia Quy Nhơn đã cho tiến hành gia công và lắp đặt các thiết bị theo giải pháp kỹ thuật trên và đưa vào phục vụ sản xuất từ tháng 5/2002. Từ đó đến nay hệ thống này hoạt động tốt và đem lại hiệu quả thiết thực. 1.3.1.3. Phƣơng án 3: Dùng đĩa nghiên Đây là phương pháp được sử dụng nhiều nhất hiện nay. Ƣu điểm: Năng suất cao. Đƣợc sử dụng rộng rãi nên tài liệu, thông tin khá đầy đủ. Khuyết điểm: Phôi phải đổ vào thùng trên cao nên bất tiện. Hình 7 Mô hình phƣơng pháp dùng đĩa nghiêng Đồ án Tự động hóa sản xuất – GVHD Đoàn Thế Thảo Sinh viên thực hiện : Nguyễn Hữu Thƣơng – 20802192 Trang [8] 1.3.1.4. Phƣơng án 4 : Băng tải nghiêng kết hợp khuôn định hƣớng Nguyên lý: Giải pháp đƣa ra là dùng thiết bị cấp nắp chai trên nguyên tắc băng tải : Dùng các gàu gắn trên băng tải chuyển động mang nắp chai từ thùng chứa nắp đặt dƣới nền lên máng hứng, tại dây lắp thêm khuôn định hƣớng nắp tác dụng phân loại náp úp và nắp ngửa. Các nắp úp sẽ tiếp tục chạy thẳng đến máng chứa nắp, các nắp ngửa sẽ qua máng ống quay 180 o sau đó cũng dẫn thẳng đến máng chứa. So với phƣơng án 2, phƣơng án thì năng suất cao hơn hẳn. Ƣu điểm: Tƣơng đối đơn giản dễ chế tạo. Phôi nắp đƣợc đổ vào thùng ở dƣới thấp nên thuận tiện hơn. Năng suất cao rất cao. 1.3.2. Hệ thống đóng nắp chai tự động: 1.3.2.1. Phƣơng án 1: Sử dụng đầu đóng dẫn động bằng cam. Kết cấu đầu đóng nắp chai. Nguyên lý : Khi chai đã vào vị trí của đầu đóng nắp chai, nắp bia đã tiếp xúc với miệng chai thì cụm đầu đóng đi xuống theo hành trình làm việc của cam dẫn hướng, khi đó lò xo (9) bị chày (3) nén lại (do phản lực ở miệng chai tác dụng lên chày đóng lớn hơn lực bung của lò xo (9) làm cho nắp ở miệng chai tiếp xúc trực tiếp vào khuôn đóng (1). Cụm đầu đóng tiếp tục đi xuống nhưng khuông đóng (1) bị nắp và miệng chai giữ lại, thông qua chi tiết (7) làm lò xo (11) hơi bị nén lại. Khi lực nén của lò xo (11) thắng được lực chống biến dạng của vành nắp thì khuôn (1) sẽ không bị đẩy lên nữa mà sẽ đi xuống cùng cụm piston làm bóp chặt nắp vào miệng chai theo hình dạng của khuôn đóng. Đây cũng là lúc kết thúc hành trình đi xuống của cụm piston đóng nắp. Khi kết thúc hành trình đi xuống của cụm piston (nắp chai đã được đóng kín theo yêu cầu kỹ thuật), cụm piston đóng nắp bắt đầu đi lên theo hành trình của cam dẫn, ổ bi (16) tiếp xúc mặt trên của cam và nâng cụm piston đóng nắp đi lên, lò xo (11)bung ra đẩy cốt trong và khuôn đóng (7) về vị trí cũ, lúc đó lò xo (9) bung ra tạo một lực lên chày (3) để đẩy nắp (đã được đóng kín vào chai) ra khỏi khuôn đóng (1) và được đưa ra xích tải. Lò xo (9) có tác dụng giảm chấn giữa miệng chai và nắp đồng thời làm nhiệm vụ đẩy chair a khỏi khuôn đóng khi cụm piston đi xuống đóng nắp không làm bể miệng chai và tạo lực ép lên côn đóng (1) để làm biến dạng vành nắp. Đồ án Tự động hóa sản xuất – GVHD Đoàn Thế Thảo Sinh viên thực hiện : Nguyễn Hữu Thƣơng – 20802192 Trang [9] 1.Miệng đầu đóng. 2.Khuôn đóng nắp. 3.Chày giữ nắp. 4. Bạc hãm và dẫn hướng chày. 5.Bulong lục giác. 6.Bạc dẫn hướng ống đẩy. 7. Bulong chống xoay ống đẩy. 8.Đệm chặng lò xo 9.Lò xo đẩy chày ép nắp 10.Ống đẩy 11.Lò xo đóng nắp. 12.Bu long. 13.Chén chặn lò xo. 14.Vú mỡ bôi trơn ổ bi đóng. 15. Vú mỡ bôi trơn ổ bi treo. 16. Ổ bi kim. 17.Trục ổ bi kim. 18.Ổ đũa trụ dài. 19.Lỗ định vị trục. 20.Trục ổ bi. 21.Thân piston đóng nắp. 22.Bulong hãm. 23.Lỗ lắp chốt định vị đầu đó 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 12 Hình 8 Búa đóng nắp cơ cấu CAM Đồ án Tự động hóa sản xuất – GVHD Đoàn Thế Thảo Sinh viên thực hiện : Nguyễn Hữu Thƣơng – 20802192 Trang [10] Ƣu điểm : Cơ khí hóa cao. Có thể tăng tốc độ sản xuất lên rất cao. Khuyết điểm : Cơ cấu phức tạp. Đòi hỏi kỹ thuật cơ khí cao, khó khăn trong gia công chế tạo, thay thế thiết bị cũng nhƣ bảo trì, bảo dƣỡng. 1.3.2.2. Phƣơng án 2: đóng nắp chai dẫn động bằng hệ thống khí nén. Cấu tạo đầu đóng nắp tương tự như trên nhưng thay vào đó là hệ được dẫn động bằng hệ thống khí nén vì vậy kết cấu nhỏ gọn hơn. Do nắp chai là chi tiết tiêu chuẩn nên hệ thống đóng nắp bằng khí nén cũng tiêu chuẩn và được bán toàn bộ vì vậy giảm thời gian gia công, thay thế sửa chữa. Ƣu điểm : Không đòi hỏi kỹ thuật cơ khí cao. Dễ dàng mua và thay thế. Hệ thống đơn giản nhỏ gọn, điều kiến dễ dàng. Khả năng tự động hóa cao. Khuyết điểm : Hệ thống đóng đơn chiếc phù hợp với năng suất vừa và nhỏ. Hình 9 Mô hình thực tế máy đóng nắp bằng khí nén [...]... thống đóng nắp chai tự động dẫn động bằng khí nén Hệ thống xích tải cấp chai tự động Sinh viên thực hiện : Nguyễn Hữu Thƣơng – 20802192 Trang [11] Đồ án Tự động hóa sản xuất – GVHD Đoàn Thế Thảo Sơ đồ khối NẮP CHAI CHAI Định hƣớng NẮP BĂNG TẢI CHAI Máng dẫn NẮP ĐÓNG NẮP BĂNG TẢI Nguyên lý hoạt động: Chai được băng tải vận chuyển vào cơ cấu đóng nắp chai, sau đó được đĩa sao gạt đưa vào vị trí đóng nắp chai. .. trên miệng chai, đầu đóng đi xuống vuốt nắp chai, làm cho nắp chai ôm sát vào miệng chai Sau đó chai được đĩa sao gạt đưa ra ngoài băng tải để tiếp tục quy trình tiếp theo Sinh viên thực hiện : Nguyễn Hữu Thƣơng – 20802192 Trang [12] Đồ án Tự động hóa sản xuất – GVHD Đoàn Thế Thảo CHƢƠNG 2 : TÍNH TOÁN HỆ THỐNG CẤP NẮP CHAI 2.1 Tính toán hệ cấp phôi dạng xích tải 2.1.1 Số liệu thiết kế: Hệ dẫn động băng... nắp chai Nắp được định hướng sau đó vận chuyển trong máng dẫn, đến sao gặt nắp, tại đây, khoảng cách tương đối giữa nắp và chai tương đối nhỏ ( khoảng 5mm hoặc nhỏ hơn) Nắp sẽ được sao gạt gạt đến miệng chai và có tốc độ di chuyển bằng tốc độ di chuyển chai Khi đến vị trí cần cần thiết thì nắp rơi tự do ( ~ khoảng 5mm hoặc nhỏ hơn ) xuống thẳng miệng chai Khi chai vào vị trí đóng nắp với nắp chai được... [28] Đồ án Tự động hóa sản xuất – GVHD Đoàn Thế Thảo 3.2 Một số phƣơng án truyền động gián đoạn Cơ cấu sao gạt hoạt động không liên tục vì vậy cần một cơ cấu chuyển chuyển động quay liên tục thành chuyển động quay gián đoạn Trên thực tế có nhiều cơ cấu biến chuyển động quay liên tục thành chuyển động quay gián đoạn Sau đây là một số cơ cấu điển hình: 3.2.1 Cơ cấu bánh răng khuyết: Nguyên lý : Bánh răng... – 20802192 Trang [23] Đồ án Tự động hóa sản xuất – GVHD Đoàn Thế Thảo Ta tính toán thiết kế cho nắp chai di chuyển bởi trọng lƣợng nắp (sau khi đƣợc định hƣớng) Tính toán góc nghiêng của ống dẫn: N Y F G ms P 1 O X P P  2  Điều kiện để nắp chai tự trƣợt xuống trên ống dẫn là: P  Fms 1 Trong đó: P  P  sin   mg  sin  1 Fms   N   P  cos  µ : hệ số ma sát giữa nắp chai và bề mặt của ống... [21] Đồ án Tự động hóa sản xuất – GVHD Đoàn Thế Thảo R165 Y 6 G 3.7 O R1.7 X 27.17 32.56 Bố trí trong khuôn Nắp đƣợc đƣa vào trong khuôn thông qua máng dẫn, đến lỗ vào của nắp Khi nắp di chuyển trong khuôn, đến giao điểm của 3 đƣờng dẫn, do sự chênh lệnh kích thƣớc giữa miệng nắp và đáy nắp nên, nắp nằm úp sẽ đủ kích thƣớc đi qua rãnh bên phải, nắp nằm ngửa sẽ đủ kích thƣớc để đi qua rãnh bên trái Nắp. . .Đồ án Tự động hóa sản xuất – GVHD Đoàn Thế Thảo 1.3.3 Hệ thống cấp chai tự động : Thƣờng chai đƣợc tải bằng hệ thống băng xích tải với các thanh hai bên đảm bảo chai vào đúng vị trí làm việc Hình 10 Mô hình thực tế hệ thống băng tải xích 1.3.4 Tổng quát : Sau khi phân tích ƣu nhƣợc điểm các phƣơng án, em chọn phƣơng án thiết kế gồm : Hệ thống cấp nắp chai theo kiểu băng tải... : Nguyễn Hữu Thƣơng – 20802192 Trang [20] Đồ án Tự động hóa sản xuất – GVHD Đoàn Thế Thảo 2.5 Thiết kế thùng chứa nắp Thùng chứa nắp đƣợc ở phần dƣới cũng của băng tải nắp có tác dụng chứa nắp chƣa đóng và định hƣớng sơ bộ cho nắp để nắp áp mặt vào băng tải và đƣợc gàu đƣa lên Nhƣng vẫn đảm bảo đƣợc sự di chuyển của gàu và băng tải Thùng chứa nắp Băng tải nắp Phần cuối của thùng chứa đƣợc thu hẹp từ... của nắp khá nhẹ nên ta xem nhƣ chế độ tải là tĩnh T T1 T t s Sinh viên thực hiện : Nguyễn Hữu Thƣơng – 20802192 Trang [16] Đồ án Tự động hóa sản xuất – GVHD Đoàn Thế Thảo 2.2 Xác định công suất động cơ và phân phối tỉ số truyền cho hệ thống truyền động 2.2.1 Chọn động cơ điện: Dựa vào hình 1 (Sơ đồ tải trọng), ta xác định động cơ làm việc trong trƣờng hợp tải trọng tĩnh Khi đó, công suất tính toán sẽ... sao gạt : 3 vị trí Ngoài ra còn có lực quán tính của sao gạt Chọn F = 10 N Sinh viên thực hiện : Nguyễn Hữu Thƣơng – 20802192 Trang [27] Đồ án Tự động hóa sản xuất – GVHD Đoàn Thế Thảo CHƢƠNG 3 : CHƢƠNG III: TÍNH TOÁN HỆ THỐNG TẢI CHAI Thông số ban đầu: Năng suất: Q = 1000 0chai/ 8h Đƣờng kính chai: D = 60 mm Chọn hệ thống gồm 1 đầu đóng Ta có nhịp sản xuất: 2,88 s /chai Chọn thời gian di chuyển 1 bƣớc của . 1.2.2. Nắp chai bia: Hình 3 Nắp chai tiêu chuẩn trƣớc khi đóng Các bộ phận chính của hệ thống đóng nắp chai: Hệ thống cấp nắp chai tự động. Hệ thống cấp chai tự động. Hệ thống đóng nắp chai. cấp nắp chai tự động: 5 1.3.2. Hệ thống đóng nắp chai tự động: 8 1.3.3. Hệ thống cấp chai tự động : 11 1.3.4. Tổng quát : 11 CHƢƠNG 2 : TÍNH TOÁN HỆ THỐNG CẤP NẮP CHAI 13 2.1. Tính toán hệ. xuống thẳng miệng chai. Khi chai vào vị trí đóng nắp với nắp chai được định vị trên miệng chai, đầu đóng đi xuống vuốt nắp chai, làm cho nắp chai ôm sát vào miệng chai. Sau đó chai được đĩa sao