Chính nhờ những quan điểm đó mà băng tải được ứng dụng rộng rãi trong các lĩnh vực khai thác hầm mỏ, bến cảng … Nhận thấy tầm quan trọng của băng tải trong các ngành công nghiệp và đây l
GIỚI THIỆU NỘI DUNG TIỂU LUẬN
Tính cần thiết của đối tượng
1.1.1 Lý do chọn đề tài
Khoai tây là một trong những loại cây trồng được trồng rộng rãi và phổ biến ở Việt Nam Theo thống kê của Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn, các tỉnh Miền núi phía Bắc như Hà Giang, Lào Cai, Yên Bái, Sơn La, Lai Châu và Điện Biên là các vùng trồng khoai tây phổ biến và sản lượng khoai tây đứng đầu trong cả nước Nhưng việc thu hoạch và phân loại còn khác đơn sơ chủ yếu bằng sức người, ít có sự can thiệp của máy móc Trong công cuộc công nghiệp hóa hiện đại hóa việc áp dụng khoa học kĩ thuật vào sản xuất nông nghiệp là rất cần thiết và có sự quan trọng đặc biệt.
Hình ảnh người nông dân phân loại khoai tây dưới trời nắng.
Người nông dân sau khi vất vả thu hoạch khoai tây thì phải phân loại kích thước để đưa đến nơi phân phối, các chợ đầu mối, chúng ta có thể làm một chiếc máy phân loại kích thước khoai tây sẽ giảm thiểu đáng kể về sức người cũng như là tăng hiệu suất của công việc.
Việc chọn đề tài băng tải phân loại kích thước khoai tây là để giải quyết vấn đề nhân công lao động trong quá trình sản xuất, đặc biệt là trong giai đoạn phân loại kích thước khoai tây Trong quá trình sản xuất, việc phân loại khoai tây theo kích thước là rất quan trọng để đảm bảo chất lượng sản phẩm và tăng hiệu suất sản xuất Tuy nhiên, việc phân loại thủ công tốn nhiều thời gian, công sức và đòi hỏi sự chính xác cao, gây ra vấn đề về tài nguyên nhân lực và chi phí sản xuất.
Sử dụng băng tải phân loại kích thước khoai tây sẽ giúp giảm thiểu sự phụ thuộc vào nhân công và tiết kiệm thời gian, đồng thời đảm bảo độ chính xác cao trong quá trình phân loại Điều này giúp cho nhà sản xuất nâng cao hiệu suất sản xuất, tăng năng suất và giảm chi phí lao động, đồng thời cải thiện điều kiện làm việc cho người lao động Vì vậy, nhóm chúng em quyết định chọn đề tài nghiên cứu và ứng dụng công nghệ băng tải phân loại kích thước khoai tây là rất cần thiết và có tính ứng cao.
Mục tiêu
Mục tiêutiêu chính của việc thiết kế băng tải phân loại khoai tây là tạo ra một hệ thống tự động hóa trong quá trình sản xuất, giúp tăng năng suất, giảm tình trạng mất mát, lỗi và sai sót trong quá trình phân loại khoai tây Cụ thể, việc thiết kế băng tải khoai tây có thể giúp:
1 Tăng năng suất: Băng tải phân loại khoai tây có thể giúp tăng năng suất sản xuất bằng cách tối đa hóa sức lao động, giảm thời gian và công sức phân loại của con người.
2 Giảm chi phí nhân lực: Sử dụng băng tải phân loại khoai tây có thể giảm thiểu chi phí nhân lực, tăng tính hiệu quả và tiết kiệm chi phí.
3 Tăng tính chính xác và độ chính xác: Băng tải phân loại khoai tây có thể giảm thiểu sai sót trong quá trình phân loại, tăng độ chính xác và đồng nhất trong sản phẩm.
4 Tăng tính linh hoạt và đa dạng hóa sản phẩm: Thiết kế băng tải phân loại khoai tây cũng giúp nâng cao tính linh hoạt và đa dạng hóa sản phẩm với khả năng phân loại nhiều loại khoai tây khác nhau.
5 Tăng tính hiệu quả và độ tin cậy: Sử dụng băng tải phân loại khoai tây có thể giúp tăng tính hiệu quả và độ tin cậy trong quá trình sản xuất, giúp giảm tình trạng hư hỏng hoặc bị lỗi.
Nhiệm vụ
Thiết kế hệ thống băng tải vận chuyển, phân loại khoai tây sau khi thu hoạch, gồm các băng tải:
- N1 là băng tải để vận chuyển củ khoai tây lên băng tải hai(N2), băng tải nghiêng với góc 30 độ, chiều dài là 5m, chiều rộng là 0.5m
- N2 Băng tải có chiều dài 8m, chiều rộng 0.5 m, không có độ nghiên, thuộc băng tải kim loại, băng tải N2 tạo độ xê dịch ứng với ngăn phân loại tương ứng với 3 loại kích thước củ khoai tây:
+ Củ to: đường kính từ 75mm trở lên
+ Củ vừa: Đường kính từ 45mm đến 75mm
+ Củ nhỏ: Đường kính dưới 45mm
- N3,N4,N5 là các băng tải có thông số giống nhau chiều dài chiều rộng 2,5m, với góc nghiêng 30 độ, là băng tải PVC Dùng để vận chuyển khoai tây sau khi phân loại từ băng tải N2 ra thùng chứa
TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN
Lịch sử phát triển
- Nửa sau thế kỉ 17 khoảng năm 1795 hệ thống băng tải đầu tiên chính thức được đưa vào sử dụng trong nhà máy công nghiệp Khi băng tải được ứng dụng vào quá trình sản xuất đã đem lại nhiều lợi ích cho doanh nghiệp, kể từ đó băng tải này chính là một phần không thể thiếu trong việc vận chuyển vật liệu, hàng hóa Bán đầu băng tải chỉ được dùng để tải các bao hạt với khoảng cách ngắn.
- Băng tải lần đầu tiên được đưa vào sử dụng chủ yếu để lấy hạt trên một khoảng cách dài, tuy nhiên hiện nay nó đang sử dụng để làm tất cả mọi việc, mọi môi trường và không gian làm việc như: trong các trung tâm phân phối, tiệm bánh, hay các ngành công nghiệp thực phẩm khác, các nhà máy in ấn, sản xuất các tông, và nhiều hơn nữa.
- Trong những ngày đầu các băng tải có cấu tạo và hoạt động khá đơn giản, thô sơ Hệ thống băng tải khi đó chỉ được thiết kế gồm 1 sàn gỗ phẳng và một vành đai đi qua sàn gỗ Khi đó dây băng tải này được làm bằng da, cao su, vải… Tuy nhiên điều này được coi là đủ tốt cho các kỹ sư để xem xét băng tải một phần quan trọng trong việc vận chuyển hàng hóa thời bấy giờ.
+ Đến năm 1908, Với việc ứng dụng con lăn trong thiết kế các băng tải của Himle Goddard, Ông chính là người đầu tiên được nhận bằng sáng chế cho hệ thống băng tải con lăn Tuy nhiên vài năm sau đó băng tải con lăn lại không được ưa chuộng phát triển thịnh vượng như mong đợi Phải đến năm 1919, khi băng tải con lăn có gắn động cơ được đưa vào sử dụng trong ngành sản xuất ôtô thì các hệ thống băng tải con lăn bắt đầu phát triển trở lại và trở thành một hệ thống máy móc không thể thiếu trong rất nhiều ngành sản xuất dùng cho việc chuyên chở hàng hóa nặng, cồng kềnh trong các nhà máy lớn.
- Đến thế kỉ 20 các băng tải đã có nhiều cải tiến mới được sử dụng phổ biến hơn và được dùng chuyên chở vật liệu cồng kềnh, và trọng lượng nặng hơn Hay băng tải được sử dụng để vận chuyển các loại ngũ cốc hay dỡ zona bằng gỗ từ xe đường sắt và các mặt hàng khác
- Đến năm 1920, Cùng với việc phát minh ra thắt lưng thì băng tải cũng trải qua các quá trình cải tiến giúp băng tải trở nên phổ biến hơn và có những thay đổi lớn như: Từ việc sử dụng lớp bông và cao su bìa để vận chuyển cho đến việc dùng dây băng tải cao su dùng để tải than Từ hệ thống vận chuyển có độ dài khi đó là 8km và cho đến ngày nay băng tải đã có chiều dài lên tới 60 dặm dài, thời gian sử dụng lên tới 30 năm được sử dụng rộng rãi trong các mỏ than ở khu mỏ phosphate Tây Sahara Cũng trong những năm này việc chế tạo loại băng chuyền công nghệ cao được xây dựng dưới lòng đất, băng tải được chế tạo từ các lớp bông và cao su gân V.
-Vào năm 1947 Công ty Hytrol Băng tải bắt đầu đưa vào sử dụng phiên bản thiết kế riêng của họ để vận chuyển các túi hạt giống trong công quá trình trồng cây Thiết kế thông minh này được thiết kế bởi kỹ sư Tom Loberg xây dựng thêm trên dây chuyền của một số phần cắt cỏ và có thể gấp lại gọn gàng khi nó không được sử dụng để di chuyển hạt Những công nhân sử dụng băng tải khi đó bắt đầu nhận ra rằng vấn đề an toàn là một vấn đề cần quan tâm khi vận hành hệ thống Kể từ đó, việc chế tạo tất cả các hệ thống băng tải phải đạt các tiêu chuẩn khi nói đến vấn đề an toàn, và có các tài liệu quảng cáo, hướng dẫn sử dụng có sẵn đi kèm.
- Một đánh dấu quan trọng trong lịch sử phát triển của ngành băng tải là sự ra đời của băng tải tổng hợp góp phần vào việc giải quyết vấn đề khan hiếm các vật liệu tự nhiên bông, cao su, vải vào thế chiến thứ 2 Khi đó băng tải tổng hợp trở nên phổ biến và được sử dụng rộng rãi hơn trong nhiều lĩnh vực khác nhau.
- Với sự phát triển của khoa học trong nhịp sống hiện đại đã thúc đẩy việc phát triển các chất liệu dây đai tổng hợp của nhiều loại polymer, nylon, polyester,polyurethane, urethane, băng tải PVC, băng tải cao su, silicone….Và từng loại chất liệu đi với từng loại vật liệu tải, điều này làm cho băng tải chuyên dụng ra đời, đánh dấu sự phát triển vượt bậc của băng tải.
- Bên cạnh đó những năm gần đây trải qua quá trình thay đổi sản xuất đã góp phần loại bỏ các yêu cầu bảo trì tốn kém Các băng tải hiện nay đang được sử dụng trong các ngành công nghiệp khác nhau, trong tất cả các ngành công nghiệp Các công ty cung cấp băng tải đã cho ra thị trường các loại băng tải khác nhau được thiết kế để phù hợp với một ngành công nghiệp cụ thể, các cấu hình mới và công nghệ đang liên tục thay đổi để tạo nên sự phát triển của ngành băng tải hôm nay đến ngày Máy vi tính được ứng dụng để kiểm soát các hành động phức tạp, và hệ thống tự động hóa giúp hệ thống băng tải hoạt động hiệu quả!
- Trải qua các thời kỳ, hệ thống băng tải từng bước phát triển và có mặt hầu như không thể thiếu trong tất cả các lĩnh vực hoạt động từ sản xuất công nghiệp, nông nghiệp, thực phẩm, dược phẩm, công trường, mỏ than quặng hay đến cả các sân bay, siêu thị
- Băng tải hiện nay được thiết kế sử dụng nhiều dây băng tải đặc biệt như: xích tấm, nhựa, lưới inox, PU, con lăn nhựa, con lăn cao su, con lăn thép, con lăn inox, và vận chuyển theo các phương, nghiêng, trũng hay đứng cho phù hợp với từng nhu cầu của doanh nghiệp.
Phân loại
Sơ đồ kết cấu băng tải
2: Ray đỡ của băng tải đỡ
3: Bộ phận mang hàng hóa
4:Ray chữ C đỡ nhánh băng không tải
Bộ phận kéo của băng tải thường sử dụng hệ thống hai dây xích hoặc hệ thống một dây xích quấn vòng qua 2 đĩa xích Giữa 2 dây xích có gắn các tấm lát chứa vật liệu, trên xích tải có lắp các con lăn Các con lăn này chạy trên 2 đường ray ở hai bên của băng tải Hầu hết ở băng tải xích tấm sử dụng thiết bị căng băng theo kiểu trục vít.
Các tấm lát của băng tải được gia công theo phương pháp dập hoặc đúc Khi chất hàng lên băng tải người ta thường sử dụng phễu vào hoặc là cấp liệu trực tiếp cho băng tải.
Các ưu nhược điểm của băng tải xích tấm: Ưu điểm của băng tải xích tấm:
+ Băng tải xích tấm kim loại có độ bền và độ cứng cao, cho phép vận chuyển các vật liệu dạng cục lớn, nặng và có cạnh sắc.
+ Bộ phận kéo của băng tải xích tấm vận hành bằng xích nên có độ bền kéo lớn, có chiều dài và chiều cao băng lớn dẫn làm tăng năng suất của băng tải.
+ Băng tải có góc nghiêng lớn.
+ Băng tải xích tấm chuyển động với vận tốc không lớn nên băng tải vận hành một cách dễ dàng thuận tiện.
+ Khi sử dụng cơ cấu di động có thể đặt băng tải cong trong 1 mặt phẳng thẳng đứng hoặc mặt phẳng ngang.
Nhược điểm của băng tải xích tấm:
+ Trọng lượng băng tải và trọng lượng truyền động lớn.
+ Kết cấu của băng tải tương đối phức tạp nên vốn đầu tư lớn
+ Trong băng tải xích tấm có nhiều con lăn và bánh răng nên việc chăm sóc và bảo dưỡng phải diễn ra thường xuyên do đó chi phí vận hành lớn so với các loại băng tải khác.
Băng tải xích (chain conveyor) có dây đai kết cấu được chế tạo xích Được sử dụng để di chuyển sản phẩm - hàng hóa xuống dây chuyền lắp ráp hoặc xung quanh cơ sở sản xuất Băng tải xích có thể chịu tải trọng khác nhau tùy vào đặc trưng công việc mà lựa chọn loại băng tải xích thích hợp Đặc biệt, sử dụng trong những môi trường điều kiện khắc nghiệt vì tính năng chịu nhiệt vượt trội, có độ bền cao, tải trọng được sản phẩm có trọng lượng lớn Nó có vai trò rất quan trọng trong các ngành công nghiệp & được ứng dụng phổ biến vào trong các nhà máy, kho xưởng,
Kết cấu của băng tải xích khá đơn giản, bao gồm các bộ phận:
- Hệ thống khung sườn và khung đỡ: Cực kỳ chắc chắn và cứng cáp với thiết kế hộp bằng chất liệu inox 304 (loại inox không gỉ) hoặc loại nhôm định hình cao cấp.
- Dây băng tải xích: Là mặt xích tấm với loại chất liệu inox hoặc nhựa tùy theo môi trường làm việc đặc thù mà lựa chọn loại băng tải phù hợp Có độ liên kết chắc chắn và linh hoạt tạo nên khả năng truyền tải cực kỳ ổn định.
- Các hệ thống động cơ giảm tốc, khung thanh đỡ và chắn sản phẩm: Được làm từ loại chất liệu cao cấp
- Tủ điện: Biến tần điều khiển tốc độ, khởi động từ, Role, nút nhấn, đèn báo, nút dừng khẩn cấp,…
- Ngoài ra, còn có hệ thống chiếu sáng, đường khí nén, ổ cắm: Nếu các doanh nghiệp có nhu cầu sử dụng cần đến
Tuy đơn giản trong thiết kế, băng tải xích có thể dễ dàng thi công và lắp đặt nhưng cũng cần phải tính toán chính xác các thông số kỹ thuật và hệ thống an toàn để phù hợp nhất với khu vực sản xuất.
- Khi rulo chủ động quay làm cho dây băng tải chuyển động nhờ lực ma sát giữa rulo và dây bằng băng tải.
- Để tạo ra lực ma sát giữa rulô và dây băng tải khi dây băng tải gầu bị trùng thì ta điều chỉnh rulo bị động để dây băng tải căng ra tạo lực ma sát giữa dây băng tải và rulo chủ động lực ma sát giữa dây băng tải và Rulo sẽ làm cho băng tải chuyển động tịnh tiến
- Khi các vật liệu rơi xuống trên bề mặt dây băng tải, nó sẽ được di chuyển nhờ vào chuyển động của băng tải. Để tránh băng tải bị võng, người ta dùng các con lăn đặt ở phía dưới bề mặt băng tải, điều này cũng làm giảm đi lực ma sát trên đường đi của băng tải
Băng tải cao su được bao bọc bởi chất liệu cao su chất lượng cao, bên trong làm bằng chất liệu Polyester, một loại sợi tổng hợp và sợi Poliamit, có đặc tính rất bền, chịu được nước, chịu được thời tiết ẩm, dây băng tải đòi hỏi phải bền, chắc, chịu mài mòn và ma sát cao.
Một yếu tố rất quan trọng là hệ số giãn dây băng tải phải rất thấp , vận chuyển được nhiều, có thể chuyển được vật liệu ở khoảng cách vừa và xa với tốc độ cao.
Các thông số kỹ thuật băng tải
Thông thường các thông số của băng tải sẽ có khoảng 11 ký hiệu ghi trên thiết bị, ví dụ:
Ký hiệu EM 200 / 2: 0.5 DT + 0.8 BP / 3 AG PU / AS
Thứ tự các thông số kỹ thuật băng tải sẽ được đọc như sau:
Thông số EM: Thể hiện loại sợi kết cấu: thông thường các băng tải thường dùng loại sợi có ký hiệu sau:
- EM: Là sợi vải nhân tạo dẻo dọc, sợi cứng ngang.
- EF: Là sợi vải nhân tạo dẻo dọc, ngang.
- AEM: Là sợi vải nhân tạo dẻo dọc, có sợi cứng ngang, và kết cấu giảm ồn.
- AEF: Là sợi vải nhân tạo dẻo dọc, ngang, và có kết cấu giảm ồn.
- ES: Là sợi vải nhân tạo dẻo dọc, sợi PET ngang.
- ESS: Là sợi PET dọc, ngang.
- EC: Là sợi vải nhân tạo dẻo dọc và là sợi cotton ngang.
Thông số 200: Thể hiện sức kéo (N/mm).
Thông số 2: Thể hiện số lớp.
Thông số 0.5: Thể hiện độ dày của lớp phủ đáy (mm).
Thông số ĐT: Thể hiện hoa văn lớp phủ đáy.
Thông số 0.8: Thể hiện hoa văn lớp trên cùng.
Thông số BP: Tổng độ dày.
Thông số AG: Màu lớp trên cùng.
Thông số PU: Chất liệu thông thường có:
Khi không có ký hiệu này thì có nghĩa đây là băng tải PVC:
- Thông số AS: Thể hiện thuộc tính đặc biệt của băng tải
Một số thuộc tính của băng tải:
- ASF: Chống tĩnh điện, chống cháy.
- FDA: băng tải dành cho ngành thực phẩm.
- H: Lớp phủ có độ cứng cao.
PHÂN TÍCH ƯU & NHƯỢC ĐIỂM Ưu điểm:
- Có ngoại hình thiết kế đẹp nhất là vật liệu inox.
- Độ bền & tuổi thọ hoạt động cao.
- Sử dụng và hoạt động ở các môi trường khắc nghiệt như: độ ẩm cao, hoá chất, nhiệt độ cao,.v.v.v
- Có thể thiên biến vạn hóa thành nhiều kiểu khác nhau phục vụ nhiều mục đích khác nhau.
- Thông thường các băng tải xích lưới có trọng lượng khá nhẹ so với các model băng tải dây cao su.
- Với các model băng tải xích tấm do tải hàng nặng nên nguyên vật liệu đầy nhưng thường lại rất ngắn ko quá dài.
- Hoạt động mạnh mẽ không bị tuột kiểu dây đai băng tải như của băng tải dây cao su.
- Có thể dễ dàng tạo gai cao tháp để tải hàng hoá với độ nghiêng cao.
- Khó sửa chữa cần thợ có kinh nghiệm & tay nghề.
- Nguyên vật liệu còn hạn chế ít phổ biến.
- Thời gian thi công khá lâu nhất là model inox.
- Lúc vận hành hoạt động có thể tạo ra tiếng ồn cao do ma sát của kim loại với nhau có thể kèm theo tiếng rít chói tai.
- Đòi hỏi tay nghề cũng như kinh nghiệm của bên sản xuất phải có chuyên môn tốt thợ có tay nghề cao nếu làm không chuẩn khả năng bào mòn và phá đồ rất cao.
- Đa phần các nguyên vật liệu đều phải nhập từ nước ngoài về như:nhông xích, lưới xích, tấm xích v.v.v
Băng tải con lăn có cấu tạo rất đơn giản bao gồm các bộ phận chính như sau :
- Con lăn - ống lăn: đây là bộ phận truyền động chính bắt buộc phải có trên băng tải con lăn tùy vào mặt hàng hóa vận chuyển mà chúng ta dùng con lăn có đường kính lớn hay nhỏ cũng như khoảng cách giữa mỗi con lăn với nhau ngắn hay dài vật liệu thường dùng như : inox,thép,nhôm,cao su,bánh xe nhựa v.v.v
- Khung băng tải: bộ phận đỡ & lắp con lăn tùy vào model băng tải con lăn & yêu cầu của khách hàng mà phần khung băng tải này có cấu tạo & chất liệu khác nhau dạng thẳng – cong hay dạng xếp.vật liệu thường dùng là : thép,inox,nhôm.v.v.v.
Đánh giá và lựa chọn hệ thống điều khiển với yêu cầu thực tiễn của dự án
Để phù hợp với dự án, nhóm chúng em xin lựa chọn băng tải PVC và băng tải con lăn
NỘI DUNG THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN THEO DỰ ÁN
Đề xuất thiết kế
Sau khi tìm hiểu và nghiên cứu về một số thiết bị vận tải liên tục và một số loại băng tải.
Em xin đề xuất phương án thiết kế của mình như sau:
Mô tả quy trình công nghệ: khoai tây sau phân loại sẽ được đưa vào thùng S1, được băng tải N1 vận chuyển lên băng tải N2, băng tải N2 là băng tải phân loại kích thước của củ, phân loại dựa vào độ rộng của băng tải, ở nấc đầu tiên là độ rộng nhỏ nhất, rồi đến nấc hai là nấc trung bình, rồi đến nấc ba là rộng nhất.
- Yêu cầu cơ khí cho các con lăng trên băng tải 2( băng tải phân loại là sử độ bền cao, ít hao mòn vì thời gian làm việc lâu và trên vỏ khoai tây có nhiều lẫn tạp với đất,)
Yêu cầu chung
Chế độ làm việc của các thiết bị vận tải liên tục là chế độ dài hạn với phụ tải hầu như không đổi Theo yêu cầu công nghệ hầu hết các thiết bị vận tải liên tục không yêu cầu điều chỉnh tốc độ Trong các phân xưởng sản xuất theo dây chuyền có nơi yêu cầu dải điều chỉnh tốc độ D = 2 : 1 để tăng nhịp độ làm việc của toàn bộ dây chuyền khi cần thiết Hệ truyền động các thiết bị vận tải liên tục cần đảm bảo khởi động đầy tải Mô men khởi động của động cơ Mkd = (1.6 ~ 1.8)Mdm Bởi vậy nên chọn động cơ truyền động thiết bị vận tải liên tục là loại động cơ có hệ số trượt lớn, rãnh stato sâu để có hệ số mở máy lớn Nguồn cung cấp cho động cơ truyền động các thiết bị vận tải liên tục cần có dung lượng đủ lớn, đặc biệt là đối với công suất động cơ ≥ 30kw, để khi mở máy không ảnh hưởng đến lưới điện và quá trình khởi động được thực hiện nhẹ nhàng và dễ dàng hơn.
Yêu cầu về điều khiển
Vì hầu hết các thiết bị vận tải liên tục không yêu cầu điều chỉnh tốc độ nên không quan tâm đến quá trình điều chỉnh tốc độ động cơ, mà chỉ quan tâm đến mô men khởi động của động cơ, cũng như chế độ làm việc của động cơ là chế độ làm việc dài hạn vì vậy ta lên chọn loại động cơ có những đặc tính phù hợp với các yêu cầu trên Ngày nay hầu hết các động cơ truyền động của băng tải là động cơ điện xoay chiều vì loại động cơ này có rất nhiều ưu điểm vượt trội so với động cơ điện một chiều, như không cần đến bộ biến đổi nguồn cung cấp từ xoay chiều sang một chiều mà có thể sử dụng trực tiếp điện áp từ mạng điện cung cấp chỉ cần thay đổi cấp điện áp sao cho phù hợp với cấp điện áp ghi trên động cơ, động cơ điện xoay chiều có cấu tạo đơn giản hơn so với động cơ điện một chiều vì vậy giá thành thấp hơn.
Các thiết bị bảo vệ cho băng tải:
+ Cảm biến độ lệch băng
+Thiết bị để dừng khẩn cấp khi băng tải bị sự cố (nút nhấn ).
*Điều khiển băng tải: Để điều khiển cũng như vận hành băng tải trước hết phải kiểm tra các thiết bị trên băng tải, kiểm tra sự sẵn sàng làm nhiệm vụ của băng tải, kiểm tra các thùng đựng khoai tây sau phân loại. a Chế độ vận hành tại chỗ:
Chế độ này được vận hành tại bảng điều khiển đặt gần cơ cấu truyền động của băng tải, việc thực hiện chế độ này bằng cách ấn nút khởi động và nút dừng tại hộp điều khiển, công việc do công nhân vận hành băng tải trực tiếp thực hiện Khi vận hành băng tải ở vị trí tại chỗ các khóa điều khiển ở bảng điều khiển trung tâm phải được đưa về vị trí điều khiển tại chỗ Trường hợp này các liên động và bảo vệ công nghệ không tác động Khi vận hành băng tải, người công nhân vận hành phải ấn nút chạy động cơ điện của băng tải Việc dừng băng tải cũng được thực hiện bằng cách ấn nút dừng.
Yêu cầu về đối tượng điều khiển
Do hệ thống băng tải là thiết bị hoạt động ở chế độ dài hạn, khởi động đầy tải do vậy cần mô men khởi động đủ lớn để đáp ứng yêu cầu tải Động cơ không đồng bộ có thể đáp ứng được những yêu cầu trên Động cơ không đồng bộ: là loại động cơ phù hợp với thiết bị có công suất nhỏ, rẻ, chắc chắn, độ tin cậy cao So với các loại động cơ điện dùng trong công nghiệp thì động cơ không đồng bộ được dùng nhiều hơn cả và chúng đang dần thay thế các loại động cơ một chiều Đến nay đã có phần lớn các cầu trục được trang bị bằng động cơ không đồng bộ, nhiều cơ cấu của máy cắt gọt kim loại, truyền động phụ của máy cán và nhiều cơ cấu trong lĩnh vực công nghiệp cũng sử dụng động cơ không đồng bộ Còn với một số truyền động trong thực tế dùng nhiều nhiều băng tải, quạt gió, bơm nước…có công suất không lớn thì hầu như chỉ sử dụng động cơ không đồng bộ.
Cấu tạo động cơ không đồng bộ roto lồng sóc
Cấu tạo của động cơ không đồng bộ được thể hiện trên hình (1.11 ) gồm hai bộ phận chủ yếu là roto và stato, ngoài ra còn có vỏ máy và nắp máy Trên hình (1.11) vẽ mặt cắt ngang trục máy, cho thấy rất rõ lá thép roto và stato.
- Stato là phần tĩnh gồm hai bộ phận chính là lõi thép và dây quấn ngoài ra còn có vỏ máy và nắp máy Lõi thép stato hình trụ do các lá thép kỹ thuật điện được dập rãnh bên trong ghép lại với nhau tạo thành các rãnh theo hướng trục lõi thép được ép vào trong vỏ máy Dây quấn stato làm bằng dây quấn bọc cách điện được đặt trong các rãnh của lõi thép khi dòng điện ba pha chạy trong ba pha dây quấn stato sẽ tạo ra từ trường quay
- Rôto: là phần quay gồm lõi thép, dây quấn và trục quay: lõi thép gồm các lá thép kỹ thuật điện được dập thành rãnh mặt ngoài ghép lại tạo thành các rãnh theo hướng trục Ở động cơ công suất nhỏ lồng sóc đ ợc chế tạo bằng cách đúcƣ nhôm vào các rãnh lõi thép rôto tạo thành thanh nhôm hai đầu đúc vòng ngắn mạch và cánh quạt làm mát
Hình 1.11: Cấu tạo của động cơ không đồng bộ
Nguyên lý hoạt động
Bước 1: Củ khoai tây được thu hoạch về qua xử lý đất và bụi bẩn và loại bỏ các củ hư được rửa sạch, để ráo.
Bước 2: Củ khoai tây với nhiều kích thước được đem đến thùng S1, thùng S1 sẽ đổ xuống băng tải N1, từ băng tải N1 khoai tây sẽ được vận chuyển lên băng tải N2
Cụ thể băng tải N1 là băng tải để vận chuyển củ khoai tây lên băng tải hai, băng tải nghiêng với góc 30 độ, chiều dài là 5m, chiều rộng là 0.5m, củ khoai tây sẽ di chuyển lên băng tải N2( băng tải N2 là băng tải chính để phân loại, cụ thể sẽ có ba loại kích thước dựa vào đường kính là:
1 Củ to: đường kính từ 75mm trở lên
2 Củ vừa: Đường kính từ 45mm đến 75mm
3 Củ nhỏ: Đường kính dưới 45mm
Băng tải N2 có chiều dài 8m, chiều rộng 0.5 m, thuộc băng tải kim loại,
Băng tải N2 tạo độ xê dịch ứng với ngăn phân loại ví dụ khi băng tải hoạt động ở ngăn phân loại củ nhỏ thì độ rộng tương ứng với củ nhỏ đến ngăn phân loại củ vừa thì độ rộng tương ứng với củ vừa, đến ngăn phân loại củ to thì độ rộng tương ứng với củ to, theo nguyên lí như vậy thì củ khoai tây sẽ được rơi xuống đúng ngăn phân loại.
Củ khoai tây khi được rơi xuống đúng băng phân loại thì sẽ được băng tải N3, N4,N5 tương ứng với củ nhỏ, vừa và lớn đưa ra các thùng chứa và được đưa đến quy trình đóng gói và phân phối.
Các băng tải N3,N4,N5 có thông số giống nhau chiều dài chiều rộng 2,5 m, là băng tải PVC
Hình 1.6: Sơ đồ nguyên lý của băng tải.
Nguyên lý hoạt động: nhấn nút S1 băng tải N3, N4,N5 hoạt động
Sau khi các băng tải N3,N4,N5 hoạt động ổn định thì băng tải N2 hoạt động Sau khi băng tải N2 hoạt động ổn định thì băng tải N1 hoạt động
Nhấn nút s2 thì băng tải N1 dừng hoạt động tiếp đến là băng tải N2 dừng hoạt động, cuối cùng đến băng tải N3,N4,N5 dừng hoạt động, làm sao đảm bảo các củ đã được dọn hết trên băng tải phân loại.
Có 1 nút dừng khẩn cấp s3 trong trường hợp các băng tải tải bị quá tải hoặc đầy sản phẩm mà không kịp chuyển.
Giả định năng suất và tính chọn công suất động cơ cho băng tải
Tính chọn công suất động cơ truyền động thiết bị vận tải liên tục thường theo công suất cản tĩnh Chế độ quá độ không tính đến vì số lần đóng cắt ít, không ảnh hưởng đến chế độ tải của động cơ truyền động Phụ tải của thiết bị vận tải liên tục thường ít thay đổi trong quá trình làm việc nên không cần thiết phải kiểm tra theo điều kiện phát nóng và quá tải Trong điều kiện làm việc nặng nề của thiết bị, cần kiểm tra theo điều kiện mở máy.
Sau đây là phương pháp tính chọn công suất động cơ truyền động băng tải Trên hình cho thấy : Một lực bất kì f theo phương thẳng đứng đặt trên mặt nghiêng, có thể phân thành 2 thành phần: f = f n +f t f n vuông góc với mặt nghiêng. f t song song với mặt nghiêng.
Hình Sơ đồ tính toán lực của băng tải
Giả định năng suất của băng tải 1:
- Góc nghiêng của băng tải : β 30 - Khối lượng dịch chuyển vật liệu trên 1m băng tải : ∂= 15 (kg)
- K là hệ số tính đến lực cản khi dịch chuyển vật liệu 1 k 1=0.2.
- K là hệ số tính đến lực cản khi dịch chuyển vật liệu 2 k 2=0.35.
* Lực cần thiết để dịch chuyển vật liệu :
*Công suất cần thiết để dịch chuyển vật liệu là:
*Lực cản do các ma sát sinh ra khi băng tải chuyển động không tải là:
K2 là hệ số tính đến lực cản khi không tải
∂ b là khối lượng băng tải trên 1m chiều dài băng
*Công suất cần thiết để khắc phục lực cản ma sát là:
* Công suất tĩnh của băng tải:
*Công suất động cơ truyền động được tính theo công thức sau:
*Giả định năng suất băng tải 2:
- Góc nghiêng của băng tải : β 0 (băng tải nằm ngang)- Khối lượng dịch chuyển vật liệu trên 1m băng tải : ∂= 15 (kg)
- K là hệ số tính đến lực cản khi dịch chuyển vật liệu 1 k 1 =0.2.
- K là hệ số tính đến lực cản khi dịch chuyển vật liệu 2 k 2=0.35.
* Lực cần thiết để dịch chuyển vật liệu :
*Công suất cần thiết để dịch chuyển vật liệu là:
*Lực cản do các ma sát sinh ra khi băng tải chuyển động không tải là:
K2 là hệ số tính đến lực cản khi không tải
∂ b là khối lượng băng tải trên 1m chiều dài băng
*Công suất cần thiết để khắc phục lực cản ma sát là:
K2 là hệ số tính đến lực cản khi không tải
∂ b là khối lượng băng tải trên 1m chiều dài băng
*Công suất cần thiết để khắc phục lực cản ma sát là:
* Công suất tĩnh của băng tải:
*Công suất động cơ truyền động được tính theo công thức sau:
*Giả định năng suất 3 băng tải PVC 3,4,5 (3 băng tải giống nhau):
- Góc nghiêng của băng tải : β 30- Khối lượng dịch chuyển vật liệu trên 1m băng tải : ∂= 5 (kg)
- K là hệ số tính đến lực cản khi dịch chuyển vật liệu 1 k 1=0.2.
- K là hệ số tính đến lực cản khi dịch chuyển vật liệu 2 k 2=0.35
* Lực cần thiết để dịch chuyển vật liệu :
*Công suất cần thiết để dịch chuyển vật liệu là:
*Lực cản do các ma sát sinh ra khi băng tải chuyển động không tải là:
K2 là hệ số tính đến lực cản khi không tải
∂ b là khối lượng băng tải trên 1m chiều dài băng
*Công suất cần thiết để khắc phục lực cản ma sát là:
K2 là hệ số tính đến lực cản khi không tải
∂ b là khối lượng băng tải trên 1m chiều dài băng
*Công suất cần thiết để khắc phục lực cản ma sát là:
*Công suất động cơ truyền động được tính theo công thức sau:
Sơ đồ mạch điều khiển và giải thích nguyên lý
Thiết kế mạch động lực:
Input Mô tả Output Thiết bị
0.00 Nút START 100.01 Contactor Băng tải 1
0.01 Nút STOP 100.02 Contactor Băng tải 2
100.03 Contactor Băng tải 3 100.04 Contactor Băng tải 4 100.05 Contactor Băng tải 5
Sơ đồ điều khiển PLC:
- Nhấn nút START (I0) thì các động cơ kéo băng tải 3,4,5 hoạt động, đồng thời đếm timer0, sau 5s động cơ băng tải 3,4,5 hoạt động ổn định, tiếp điểm (T0) đóng động cơ kéo băng tải 2 dùng để phân loại khoai tây hoạt động, khi băng tải
2 hoạt động ổn định timer1 đóng tiếp điểm (T1) kéo băng tải 1 đưa khoai tây tiến vào phân loại
- Khi nhấn nút STOP(I1) thì băng tải 1 dừng, băng tải 2 tiếp tục đưa khoai tây phân loại khi hết 5s thì dừng băng tải 2, sau 5s vận chuyển khoai tây để các thùng ở các động cơ kéo băng tải 3,4,5 thì dừng hệ thống băng tải.
Lập trình trên PLC S7-1200
link youtube mô phỏng : BĂNG TẢI PHÂN LOẠI KHOAI TÂY
Các thành phần của PLC S7-1200 bao gồm:
– 3 bộ điều khiển nhỏ gọn với sự phân loại trong các phiên bản khác nhau giống như điều khiển AC, RELAY hoặc DC phạm vi rộng
– 2 mạch tương tự và số mở rộng ngõ vào/ra trực tiếp trên CPU làm giảm chi phí sản phẩm
– 13 module tín hiệu số và tương tự khác nhau bao gồm (module SM và SB) – 2 module giao tiếp RS232/RS485 để giao tiếp thông qua kết nối PTP – Bổ sung 4 cổng Ethernet
– Module nguồn PS 1207 ổn định, dòng điện áp 115/230 VAC và điện áp 24VDC thông số:
Mô phỏng trên CADe Simu sơ đồ kết nối dây trên PLC S7 1200
- PLC được cấp điện 220V, chân M và IM được nối tắt, điện áp đầu vào cho nút nhấn ON và OFF là 24VDC,
- Ngõ ra sử dụng từ Q0.0 đến Q0.4 tương ứng với 5 contactor k1 đến k5 để điều khiển 5 băng tải.
Sơ đồ mạch động lực:
- Sơ đồ mạch động lực gồm 5 động cơ 3 pha không đồng bộ được nối tương ứng
5 rơle nhiệt để bảo vệ động cơ, 5 contactor để PLC S7 1200 điều khiển các cuộn dây theo đúng thứ tự khởi động và tắt máy.
- Các động cơ được cấp điện thông qua các MCB 3 pha.
Sơ đồ lập trình Leader:
Bảng phân bố ngõ vào, ra
Giải thích hoạt động chương trình:
- khi nhấn nút ON (I0.0 có điện) cấp điện cho Q0.2, Q0.3, Q 0.4 tương ứng với
3 băng tải 3,4,5 hoạt động, tiếp điện thường hở của cuộn Q0.2 dữ cho Q0.2, Q0.3, Q0.4 luôn có điện, đồng thời T1 cũng có điện, T1 đếm đủ số thời gian đã định là 5000ms thì tiếp điểm thường hở của T1 có điện làm cho Q0.1 có điện là băng tải 2 đã hoạt động Đồng thời network 2 này cũng cấp điện cho T2 có điện, khi có điện T2 bắt đầu đếm thời gian đã định (ở đây là 5000ms) sau 5000ms thì network 3 có điện bởi tiếp điểm thường hở T2 đã đóng lạ và Q0.0 có điện nghĩa là băng tải 1 đã hoạt động.
- Khi nhấn nút OFF(I0.1 có điện) cấp điện cho cuộn M0.0, tiếp điểm thường hở M0.0 giữ và đồng thời tiếp điểm thường đóng M0.0 ở network 3 mở ra làm mất điện Q0.0 nghĩa là băng tải 1 đã ngừng, khi network4 có điện nó cũng cấp điện cho T3, time 3 sẽ đếm đủ số thời gian đã định(ở đây là 5000ms) T3 sẽ tác động làm cho tiếp điểm thường đóng T3 ở network mở ra làm Q0.1 mất điện, băng tải
2 dừng hoạt động, đồng thời tiếp điểm thường hở T3 đóng lại cấp điện choTimer 4 đếm theo thời gian đã định, khi đủ thời sẽ làm cho tiếp điểm thường đóng T4 ở network1 mở ra làm Q0.2, Q0.3,Q0.4 mất điện tương ứng 3 băng tải đưa sản phẩm ra thùng đã mất điện Timer 4 cũng làm mất điện ở network4 nhằm làm mất điện cuộn M0.0.
ĐÁNH GIÁ VÀ NHẬN XÉT DỰ ÁN
Đánh giá sơ đồ mạch điều khiển hiện có
- Với sơ đồ mạch hiện tại thì còn một số điểm chưa tối ưu ở chỗ chưa định được thời gian nào khởi động và khi nào tắt máy còn cần phải phụ thuộc vào công nhân vận hành, cần thêm đèn báo khi vận hành và khi có lỗi quá tải, cần bổ sung thêm còi báo khi gặp sự cố quá tải hoặc có trục trặc kĩ thuật để nhanh chóng khắc phục.
- Chưa kiểm tra được độ chính xác của băng
4.2 Đề xuất giải pháp nâng cao chất lượng băng tải
1 Sử dụng cảm biến chính xác: Sử dụng các cảm biến chính xác để phân loại khoai tây theo kích thước sẽ giúp tăng độ chính xác và độ tin cậy của quá trình phân loại Ngoài ra, các cảm biến chính xác cũng sẽ giúp giảm thiểu tỷ lệ lỗi và tiết kiệm thời gian và chi phí.
2 Tăng cường hệ thống điều khiển: Tăng cường hệ thống điều khiển băng tải phân loại khoai tây sẽ giúp giảm thiểu sai sót trong quá trình phân loại Các hệ thống điều khiển hiện đại có khả năng tự động điều chỉnh và sửa chữa khi cần thiết, giúp tăng tính ổn định và độ tin cậy của hệ thống.
3 Thay đổi băng tải: Thay đổi băng tải để phù hợp hơn với quá trình phân loại và loại khoai tây được sử dụng sẽ giúp tăng tính chính xác và độ tin cậy của quá trình phân loại.
Sử dụng băng tải chất lượng cao và đáp ứng được các yêu cầu kỹ thuật cần thiết cũng là một giải pháp tốt để tăng tính ổn định và độ bền của hệ thống.
4 Nâng cao kỹ năng của nhân viên: Nâng cao kỹ năng của nhân viên trong quá trình vận hành và bảo trì hệ thống cũng là một yếu tố quan trọng để tăng tính ổn định và độ tin cậy của hệ thống phân loại khoai tây Đào tạo nhân viên để có thể thực hiện các nhiệm vụ vận hành và bảo trì hệ thống hiệu quả và chuyên nghiệp sẽ giúp tăng tính đáng tin cậy và giảm thiểu lỗi trong quá trình vận hành.
5 Thực hiện bảo trì định kỳ: Thực hiện bảo trì định kỳ cho hệ thống phân loại khoai tây sẽ giúp giảm thiểu lỗi và đảm bảo tính ổn định của hệ thống Việc thực hiện bảo trì định kỳ cũng giúp giảm thiểu các chi
Chúng em cam kết đây hoàn toàn là bài làm của chúng em, có sử dụng nhiều nguồn tài liệu từ giáo trình cũng như Internet, những góp ý lớn của Thầy Trương Việt Anh
1.https://www.youtube.com/watch?v=w sF4K_9vU
2.Giáo trình Trang bị điện
4.https://www.youtube.com/watch?v=RIyghnbhxW4&te2s
5.Trang dạy học số fhqx của thầy Trương Việt Anh