Trong đó có một khâu quan tr ng ọ ảnh hưởng đến chất lượng hàng hóa bán ra là h ệ thống ph n loậ ại sản phẩm.. TỔNG QUAN HỆ THỐNG PHÂN LOẠI SẢN PHẨM .... TỔNG QUAN HỆ THỐNG PHÂN LOẠI SẢN
CÁC THÀNH PHẦN CƠ BẢN CỦA HỆ THỐNG
Băng tải
Băng tải là các thiết bị vận tải dùng để chuyên chở các vật thành phẩm hay bán thành phầm trong các phân xưởng nhà máy s n xu t theo dây chuyả ấ ền theo phương nằm ngang hay theo m t ph ng nghiêng (góc nghiêng không l n l m) K t c u c a mặ ẳ ớ ắ ế ấ ủ ột băng chuyền c ố định như hình vẽ:
H nh 2.1 C u t o c a ấ ạ ủ băng chuyền Trong đó :
1 B ph n kéo cùng các y u t làm viộ ậ ế ố ệc trực tiếp mang v ật.
2 Trạm dẫn động, truy n chuyề ển động cho b ph n kéo ộ ậ
3 B phộ ận căng đai, tạ ực căng cho băng chuyềo l n
4 Hệ thống đỡ (con lăn, giá đỡ…) làm phần trượt cho b ph n kéo và ộ ậ các yếu t ốlàm việc
Loại băng tải Tải trọng Phạm vi ứng d ng ụ
Băng tải dây đai < 50 kg Vận chuy n t ng chi tiể ừ ết giữcác nguyên công hoặc vận chuy n thùng chể ứa trong gia công cơ và l p ráp ắ
Băng tải lá 25 - 125 kg Vận chuy n chi ti t trên v tinh trong gia công ể ế ệ chuẩn b phôi và trong lị ắp ráp
Băng tải thanh đẩy 50 - 250kg Vận chuy n chi ti t l n giể ế ớ ữa các bộ ph n trên ậ kho ng cách > 50m ảBăng tải con lăn 30 - 500kg Vận chuy n chi ti t trên các v tinh giể ế ệ ữa các
B truy ộ ền đai xích
❖ Các yêu c u chung c a b ầ ủ ộtruyền động với băng tải:
Trong quá trình s n xu t c a nhà máy thì ch làm vi c c a các thi t b ả ấ ủ ế độ ệ ủ ế ị băng tải luôn di n ra m t cách liên t c v i chễ ộ ụ ớ ế độ dài h n và các ph t i hạ ụ ả ầu như không đổi Vì vậy
6 để đáp ứng các yêu cầu công nghệ c a hầu hết các thiết b băng tải vận tải liên t c khi ủ ị ụ không có các yêu c u v ầ ề điều ch nh tỉ ốc độ ại các phân xưởng s n xu t theo dây truy t ả ấ ền có quy định tốc độ nhất định để phù h p nhợ ịp độ làm việc và đồng nh t v i toàn b dây ấ ớ ộ truy n khi c n thiề ầ ết.
❖ B ng so sánh b truyả ộ ền đai với truy n xích : ề
Nội dung Bộ truyền đai Bộ truyền xích Ưu điểm
- Làm việc êm và không n.ồ
- Giữ được an toàn cho cá chi tiết
- Không cần bôi trơn,chi phí bảo dưỡng ít
- Không có hiện tượng trượt
- Có th ểcùng môt lúc truy n chuyề ể động cho nhiều trục
- Tỉ ố s truyền khá ổn định
- Có sự giãn n cở ủa đai
- Tỉ s ốtruyền không ổn định
- Làm việc ồn,gây tiếng động
- Chi phí bảo dưỡng cao
- Do thích h p v i v n tợ ớ ậ ốc cao nên thường lắp ở đầu vào của hộp giảm tốc.
- Thường dùng khi cần truyền động trên khoảng cách tr c lụ ớn
- Thích h p v i v n t c thợ ớ ậ ố ấp, thường l p u ra cắ ở đầ ủa hộp giảm tốc.
- Thích hợp truyền động với khoảng cách tr c trung bình, yêu c u làụ ầ việc không có trượt.
Xylanh / van khí nén
C u trúc c a hấ ủ ệ thống khí nén thường bao gồm các khối thiết bị sau:
▪ Trạm ngu n: Máy nén khí, bình tích áp, các thi t b an toàn, các thi t b x lý ồ ế ị ế ị ử khí nén (l c bọ ụi, lọc hơi nước, sấy khô,…)
▪ Khối điều khi n: các ph n t x lý tín hiể ầ ử ử ệu điều khiển và các ph n t ầ ử điều khiển đảo chiều cơ cấu chấp hành
▪ Khối các thi t bế ị chấp hành: Xy lanh, động cơ khí nén, giác hút….
C m bi n là m t thi t bả ế ộ ế ị được s d ng khá ph bi n hi n ử ụ ổ ế ệ nay, đặc biệt trong lĩnh vực công nghi p và truy n thông C m bi n là m t thi t bệ ề ả ế ộ ế ị điện t có chử ức năng nhận biết các y u t v t lý ho c y u t hóa hế ố ậ ặ ế ố ọc nơi nó được đặt vào sau đó chuyển thành d ng ạ thông tin mã hóa và chuy n v màn hình ho c máy tính, h thể ề ặ ệ ống PLC để có thể điều khi n các thiể ết bị khác t xa ừ
Hình 2.5.Một số loạ ải cm biến 2.5 Động cơ
Hình 2.6.Động cơ điện với các kích cỡ khác nhau
Là thi t b cung c p nguế ị ấ ồn động lực cho băng chuyền hoạt động Động cơ có nhiều loại: động cơ servo, động cơ bước… Trong hệ thống phân loại sản phẩm, động cơ thường được dùng với công suất trung bình, tốc độ không lớn Truyền động giữa động cơ và băng chuyền thường thông qua bộ truyền bánh răng hoặc đai Hiệu suất tương đối cao Động cơ dùng hệ thống phân loại sản phẩm là động cơ điện Chúng ta có rất nhiều lựa chọn cho phần này như: động cơ điện xoay chiều, động cơ điện một chiều hay động cơ bước…
TÍNH TOÁN, THIẾT KẾ HỆ THỐNG
H ệ thống băng tả i
• Thông số hình h c, vật liệu c a phôi/sản phọ ủ ẩm trên băng:
Phôi có d ng tr tròn, vạ ụ ật liệu làm b ng thép ằ
• Trọng lượng phôi: m1 = 0,3 (kg) m2 = 0,5 (kg) m3 = 0,7 (kg)
N = 60 (sản ph m/phút) = 1(s n ph m/giây) ẩ ả ẩ
• Nguồn lực dẫn động băng tải: động cơ điện
H nh 3.1 Kích thước, khoảng cách giữa các sản phẩm x h d
3.1.1 Tính các thông s ố hình, độ ng h ọc băng tả i
❖ Tính chiều dài L , chi u r ng W và chi u cao H cề ộ ề ủa băng tải :
▪ n(sp): S s n phố ả ẩm có trên băng tải tại một th i ờ điểm
▪ d(mm): Đường kính của sản ph m ẩ
▪ y(mm): Kho ng cách giả ữa 2 mép gần nhau nhất của 2 s n ph mả ẩ
▪ Thời gian phôi đi hết chiều dài băng tải
T (1), (2), (3) suy ra : ừ y ≤ 1500 50 − n n−1 t = n ; v = ; 1500 t Ta có b ng s uả ốliệ : n (sp) 2 3 4 5 6 7 8 9 y (mm) 1400 675 433.33 312.5 240 191.67 157.14 131.25 t (s) 2 3 4 5 6 7 8 9 v (mm/s) 750 500 375 300 250 214.29 187.5 166.67 n (sp) 10 11 12 13 14 15 16 17 y (mm) 111.11 95 81.82 70.83 61.54 53.57 46.67 40.63 t (s) 10 11 12 13 14 15 16 17 v (mm/s) 150 136.36 125 115.38 107.14 100 93.75 88.24 n (sp) 18 19 20 y (mm) 35.29 30.56 26.32 t (s) 18 19 20 v (mm/s) 83.33 78.95 75
Thời gian để sản phẩm chuyển động được quãng đường x phải lớn hơn chu trình đi và v c a Piston(n u không thì xy lanh s va chề ủ ế ẽ ạm với vật)
▪ x là kho ng cách tính t ả ừtâm 2 sản phẩm cạnh nhau
▪ v là v n tậ ốc băng tải
▪ 𝑣 1 là vận t c xy lanh (ta ch n theo hãng FESTO) ố ọ
▪ M là khoảng cách t ừ xy lanh đến mép băng ải (chọt n MP mm)
Chọn b𝑣1 ằng cách tra đồth (dựa vào catalog của hãng Festro ta có đồ ị thịsau)
Hình 3.2 Vận t c theo hành trình và khố ối lượng vật cần tác động c a xy lanhủ
Do phôi có đường kính 50 mm, mmax= 0,7 kg nên băng tải sẽ có chiều rộng lớn hơn 50 mm
Do đó, ta chọn xy lanh hành trình 100 200mm – v ~ 1 m/s = 1000 mm/s 1
Thay các số liệu vào phương trình (4) ta có : 150 150 > 2.(𝑊+50)
Như vậy, chiều rộng băng tải có thể lấy trong khoảng khá rộng (< 450 mm ) do v1 >> v Để phù h p vợ ới đường kính s n phả ẩm(50mm) cũng như dễ dàng thiết kế :
Chiều dài băng tải L = 1500 mm
B rề ộng băng tải W = 100 mm
S s n phố ả ẩm tối đa trên băng tải tại thời điểm tức thời n = 10 (sp)
Khoảng cách giữa 2 mép g n nhau nhầ ất của 2 s n ả ph m ẩ y = 100 mm
Thời gian m t sản phộ ẩm đi hết băng tải t = 10 s
Vận tốc băng tải v = 150 mm/s
❖ Chọn loại băng tải phù hợp:
Hình 3.3 Thông s ố băng tải 3XCB
C u t o chính cấ ạ ủa băng tải gồm 2 ph n: ầ
▪ Phần ch u l c: là các s i b tị ự ợ ố ừ 1 đến 5 lớp được làm t polyester, cotton ho c s i kim ừ ặ ợ lo i.ạ
▪ Phần nhựa PU/PVC/PE: được tráng ph lên b mủ ề ặt băng tải tạo độ m n và s k t dính ị ự ế giữa các lớp b v i nhau ố ớ Đây là loại băng tải đúng với tiêu chí băng tải chất lượng, giá rẻ mà nhiều cơ sở sản xuất tìm kiếm Chúng s h u nhiở ữ ều ưu điểm như:
▪ Khả năng chị ực tốu l t
▪ Chịu mài mòn, chịu va đập, chống trầy xước, chống cong vênh,
▪ Có th ể ứng d ng linh ho t trong nhi u dây chuy n s n xu t khác nhau và có th lụ ạ ề ề ả ấ ể ắp đặt thêm nhiều ph kiụ ện cho băng tải
▪ Tuổi thọ sử d ng lâu dài, ít phải bảo hành bụ ảo dưỡng, ti t ki m chi phí tế ệ ối đa
❖ Phân tích lực trên băng tải
Hình 3.4 Sơ đồ ực hệ l thống băng tải.
Trên sơ đồ ực như Hình 3.3 ta có lực căng băng tại các điểm đặc trưng l Si (i = 0 - 3), với S0là lực căng tại nhánh nh ả ởtang dẫn
Các lực cản chuyển động của băng:
• W0/1 : Lực cản trên đoạn nằm ngang từ điểm 0 đến 1
▪ q0 : là trọng lượng 1 m băng tải : q = 3,1.g.W = 3,1 9,8 0,1 = 3,04 ( N/m ) 0
▪ L : là chiều dài băng tải
▪ w : là h s c n riêng c a hệ ố ả ủ ệ thống đỡ dây; được xác định b ng thằ ực nghi m, w = 0,2 ÷ 0,4 Ch n w = 0,4 ệ ọ
• W1/2 : Lực cản trên đoạn uốn cong qua tang bị động từ điểm 1 đến 2
▪ ξ : là hệ số cản trên tang đổi hướng, ph ụthuộc góc đổi hướng ξ = 0,03 ÷ 0,06 Chọn ξ = 0.06
• W2/3 : Lực cản trên đoạn nằm ngang có tải từ điểm 2 đến 3
▪ q0 : là trọng lượng 1 m băng tải :
▪ Qt : là tổng trọng lượng tải lớn nhất đặt trên băng
• Lực kéo băng là l c đưự ợc truy n t tang dề ừ ẫn sang băng
• Lực S có th0 ể xác định t ừ điều kiện đủ ực ma sát để l truyề ự ởn l c tang dẫn động:
Trong đó : α: góc ôm của băng trên tang : α = π f : hệ s ma sát giố ữa băng với tang, = 0,2 ÷ 0,4 Ch n = 0,4 ọ f Lại có :
3.1.3 Tính ch ọn động cơ
Công suất làm vi c (tính trên tr c công tác) : ệ ụ
Plv = F.v = 61,19 0,15 = 9,18 (W) η : hiệu suất của cả bộ truyền
• B ộtruyền bánh răng trụtrong hộp giảm tốc η br = 0,96 ( Để kín ) η = ηol.ηol η ηol x ηbr = 0,99.0,99.0,99.0,90.0,96= 0,84
Hình 3.5 Trị s ốhiệu suất của các loại bộ truy n hoề ặc ổ
Công suất c n thi t trên trầ ế ục động cơ Pct được xác định theo công thức sau:
0,84 = 10,93 (W) Động cơ được sử dụng là động cơ điều tốc gắn liền hộp giảm tốc nên ta chỉ quan tâm đến s vòng quay tr c qua h p gi m t c S ố ụ ộ ả ố ố vòng quay này được tính qua tr c tang cụ ủa băng tải nlv= 60.v πD = 60.150 π.60 = 47,75 (v/ph) Trong đó:
▪ v: v n tậ ốc băng tải(mm/s)
▪ D: đường kính Tang quay của băng tải(mm)
Hình 3.5 T s truy n nên dùng cho các b truy n trong h ỉ ố ề ộ ề ệ
Do sử dụng động cơ có hộp gi m t c, nên ch n các t s truy n thành ph n: ả ố ọ ỉ ố ề ầ u = 2 (s d ng truyx ử ụ ền động xích)
S ố vòng quay sơ bộ trên trục động cơ: n = n u sb lv c = 47 75, 2 ,5 ( ph) v/
Vậy đến đây ra đã có đủ 2 thông tin để chọn động cơ:
Với các yêu cầu trên nên ta chọn động cơ SPG 25W S8I25GX-V12CE và h p giộ ảm t c SPG S8KA10B : ố
Hình 3.6 Động cơ S8I25GX-V12CE Hình 3.7 H p giộ ảm tốc S8KA10B
▪ Dải điều ch nh tỉ ốc độ : 90-1400 rpm
▪ Lắp được với các đầu giảm tốc từ 1/3 đến 1/180 có mã : S8KA*B (* là giá trị ỉ ố t s truyền)
▪ Momen mở máy : M = 120 N.mm mm
▪ Dạng tr c: tr c chìa khóa (trụ ụ ục H)
▪ Lắp ghép đầu trục: Trục có then
Ta có số vòng quay động cơ là 1000 v/ph, qua hộp gi m tả ốc thì tốc độcòn lại là n = 100 đc v/ph S vòng quay c a ố ủ tang chủ độ ng) là 47,75 v/ph
Do sử dụng động cơ có hộp gi m t c, nên : u = uả ố c x (sử ụ d ng truyền động xích)
Mô men xoắn trên trục động cơ:
Thông số Động cơ Trục công tác uc 2,09
B ộtruyền ngoài s d ng b ử ụ ộtruyền xích
▪ S ố vòng quay đĩa xích chủ độ ng n1= 100 (v/ph)
Chọn loại xích: Xích ống –con lăn.
▪ S ố răng cho đĩa xích chủ độ ng : z1 = 29 - 2.u = 29 - 2.2,09 = 24,82 19 x ≥ ⇒thỏa mãn
▪ S ố răng cho đĩa xích bị độ ng : z2 = u zx 1 = 2,09.25 = 52,25 ≤ zmax = 120
Chọn b truyền thí nghiệm là bộ truy n xích tiêu chu n, có s ộ ề ẩ ố răng và vậ ốn t c vòng đĩa xích nhỏ là:
Hình 3.9 B ng tr s c a các h s thành ph n troả ị ố ủ ệ ố ầ h s d d ng Kệ ố ử ụ
▪ k - h sa ệ ố ảnh hưởng củ kho ng cách tr c và chiả ụ dài xích
▪ kđc - H s ệ ố ảnh hưởng của việ điều ch nh lực căng xích ỉ
▪ kbt – H sệ ố ảnh hưởng c a bôủ trơn Điều ki n có bệ ụi, bôi trơn đạy yêu c u ầ
▪ kđ – ệ ố ải trọng độ H s t ng
▪ kc – ệ ố ể đế H s k n chế độ làm việc của bộ truy n ề Chọn s ca làm việc là 2 ố
⇒ k = 1,25c k = k 0 k k k k ka dc bt d c= 1.1.1,1.1,3.1,2.1,25= 2,15 Suy ra :
Hình 3.10 B ng công suả ất cho phép của xích con lăn
Tra bảng với điều ki n ệ P t ≤ [P], ta chọn được b ộtruyền xích:
▪ Đường kính ch t: dố c= 3,66 mm
▪ Công suất cho phép: [P = 0,] 68 kW = 680 W
❖ Khoảng cách tr c và s mụ ố ắt xích
Khoảng cách trục từ (30 50÷ )bước xích
Chọn trục sơ bộ: asb= 40𝑡@ 12 ,7 P8(𝑚𝑚)
Tính lại kho ng cách trả ục a: a ∗ =t
= 511 22, 𝑚𝑚 Đểxích không quá căng thì cần giảm a một lượng: Δa = 0,003 a = 0, ∗ 003 511 22 , = 1,54(mm)
Hình 3.11 B ng s lả ố ần va đập cho phép c a các lo i xích ủ ạ
S lố ần va đập c a xích i: ủ
▪ Tra bảng với loại xích ng ố – con lăn, bước xích t = 12 7mm,
⇒ S lố ần va đập cho phép của xích là: [i] = 60
❖ Kiểm nghiệm xích v b n ề độ ề s = Q kđFt+ F + F0 v≥ [s]
▪ kđ: Hệ s t i trố ả ọng động kđ= 1,2
Tra bảng 5.2 với t 7mm, ta được:
Q = 9kN Khối lượng 1m xích: q = 0,35kg
▪ F v : Lực căng do lực ly tâm sinh ra
▪ F0: Lực căng do trọng lượng nhánh xích bị động sinh ra
F 0 = 9,81k f qa Trong đó: k f là hệ s ph ố ụthuộc độ võng của xích: do β ≤ 40 0 ⇒k = 4 f
Hình 3.12 B ng các thông s cả ố ủa xích con lăn
Hình 3.13 B ng tr s c a h s an toàn ả ị ố ủ ệ ố
[ ]s: Hệ s an toàn cho phép Tra bố ảng với t = 12,7mm, n 1 = 100 (v/ph) ta được [s] = 7,8
❖ Xác định thông s đĩa xích ố Đường kính vòng chia: d 1 = t sin (π z1)= 12,7 sin (π 25)
= 214 38, (mm) Đường kính đỉnh răng:
53)] = 220 35 (mm) Đường kính chân răng: d f 1 = d 1 − 2r1,33 − 2.3,94 = 93.45(mm) d f 2 = d 2 − 2r!4,38 − 2.3,94 = 206.5(mm)
▪ r = 0,5025d1 + 0,05 , d 1là đường kính con lăn Tra hình 3.13, ta được:
❖ Kiểm nghiệm răng đĩa xích về độ bền tiếp xúc σH= 0,47√kr (Ft k + Fđ vđ) E
▪ A là diện tích chi u cế ủa bả ề được n l
Hình 3.14 Diện tích chi u mế ặt tựa b n l A ả ề
▪ kr: Hệ ố ảnh hưở s ng của số răng đĩa xích, tra bảng 3.16 theo s ố răng z1 = 2, ta được kr = 0,36
Hình 3.15 Bảng hệ số ảnh hưởng của số răng đĩa xích
▪ Fvđ: Lực va đập trên m dãy xích: Ch n m =1 ọ
▪ kdlà hệ ố s phân b ố không đề ải trọu t ng
▪ E: module đàn hồi vật liệu
E1 = E = 2,1.2 10 5 Mpa ( cả 2 đều làm b ng thép ) ằ Thay số, ta được: σH = 0,47 √k r (F t k + F đ vđ ) E
Hình 3.16 B ng v ả ật liệu ch tế ạo đĩa xích và phương pháp nhiệt luy n ệ
Tra bảng 3.16 ta ch n vọ ật liệu làm đĩa xích là thép C45 với các đặc tính là đĩa bị ng độ có số răng z > 30, với vận t c xích nh ố ỏ (v < 3 m/s), có [σH] = 600 (MPa) > σH = 99,17 (MPa ) nên th a mãn ỏ
❖ Lực do bộ truyền xích tác dụng lên nhông theo phương hợp với phương ngang 30°
⇒F = 1, ,r 15 19 21",09(N) Trong đó: kx: Hệ s kố ể đến trọng lượng c a xíchủ , k𝑥= 1,15 vì β ≤ 40 0
B ng các thông s c a b ả ố ủ ộtruyền xích
Thông số Kí hiệu Giá trị
Loại xích Xích ống con lăn
Vật liệu đĩa xích Thép C45 Đường kích vòng chia đĩa xích nhỏ d 1 101 33, (mm) Đường kính vòng chia đĩa xích lớn d 2 214 30, (mm) Đường kính vòng đỉnh đĩa xích nhỏ da1 106 88, (mm) Đường kính vòng đỉnh đĩa xích lớn da2 220 35 (mm)
Bán kính đáy r 3,94 (mm) Đường kính chân răng đĩa xích nhỏ df1 93 45 (mm) Đường kính chân răng đĩa xích lớn df2 206.5 (mm)
Lực tác dụng lên tr c ụ Fr 22,09 (N)
3.1.5 Tính tr ụ c tang ch , b ủ ị độ ng/con lăn
❖ Đường kính trục sơ bộ :
Chọn đường kính trục tang d = 60mm
Lực do bộ truyền xích tác d ng lên tr c tang Fụ ụ r = 22,09(N) với góc đặt động cơ là 30 o
• Mô men xoắn trên tr c công tác: ụ
• Vật liệu thép C45 có = 600 Mpa, ng su t xo n cho phép [ ] ÷ 30 MPa.σb ứ ấ ắ 𝜏 dsb≥ √ T ct 0,2 [τ]
• Chiều r ng ộ ổ lăn trên trục:
Hình 3.17 B ng chi u r ng ả ề ộ ổ lăn Với d = 20 mm b = 15 mm ⇒ 0
• Chiều dài moay ơ đĩa xích: l = (1,2 ÷ 1,5) d = (1,2 ÷ 1,5).20 = 24 ÷ 30(mm) m sb
❖ Xác định lực tác d ng : ụ
H nh 3.18 Sơ t lđồ đặ ực
DE 50mm; = AB= CD = mm; BC 40 = 150mm
Lực kéo căng băng tải : F = 61,19 N
Lực tác dụng lên đĩa xích:
▪ Tính đường kính các đoạn trục
∑ Fy F - P + F= Ay Dy –Fr xích= 0
∑ Fx F - F + F + = Ax Dx Ft xích= 0
∑ Mx(𝐴) - = P.( 𝐵𝐶 2 +𝐴𝐵)+ FDy.(AB + BC +CD) – Fr xích (AB + BC + CD + DE) = 0
∑ My(𝐴) = F.( 𝐵𝐶 2 +𝐴𝐵) - FDx.(AB + BC +CD) – F t xích (AB + BC + CD + DE) = 0
Hình 3.19 Biểu đồ momen của trục
Gọi đường kính các đoạn trục lắp đĩa xích, ổ lăn thứ nhất, băng tải, ổ lăn thứ hai lần lượt là d0, d , d , d 1 2 3
Momen tổng, momen uốn tương đương:
𝑀𝑡𝑑3= 0 (𝑁𝑚𝑚) Đường kính tr c tại các tiết diện theo công thức: ụ
Hình 3.20 Bảng tr s c a ng su t cho phép ị ố ủ ứ ấ Tra bảng với ứng su t cho phép c a thép C45 ch t o tr c thì ấ ủ ế ạ ụ = 63Mpa
Xuất phát từ các yêu c u v b n, l p ghép và công ngh ầ ề độ ề ắ ệta chọn đường kính các đoạn trục như sau:
• d = d 1 3= 20 mm (Đoạn trục lắp với ổ lăn)
• d0 = 15 mm (Đoạn tr c l p vụ ắ ới đĩa xích).
• d 2= d = 60 mm (Đoạn trục lắp với băng tải).
❖ Kiểm tra trục theo độ b n m i ề ỏ
▪ [ ] 𝑠 - h sệ ố an toàn cho phép, thông thường [𝑠] = 1,5… 2,5 (khi cần tăng độ c ng [ứ 𝑠] = 2,5… 3, như vậy có th không c n ki m nghi m v ể ầ ể ệ ề độ c ng ứ của trục)
▪ 𝑠𝜎𝑗và 𝑠𝜏𝑗 - h s an toàn ch ệ ố ỉ xét đến riêng ứng su pháp và h s an toàn ất ệ ố chỉ xét đế ứng suất tiếp tại tiết diện j: n
𝐾𝜏𝑑𝑗𝜏 aj +𝜓 𝜏 𝜏 𝑚𝑗 Trong đó − 1 và − 1 là gi i h n m i u n và xo n v i chu kớ ạ ỏ ố ắ ớ ỳ đố ứi x ng Có thể ấ l y g n ầ đúng:
▪ aj , aj , mj , mj là biên độ và trị số trung bình của ứng suất pháp và ng ứ suất tiếp t i tiạ ết diện j, do quay trục một chiều:
2𝑊 0𝑗 Với W ,j W 0j là momen cản u n và momen c n xo n tố ả ắ ại ti t diế ện j của trục.
Hình 3.21 Bảng tr s c a các h s k n ị ố ủ ệ ố ể đế ảnh hưởng c a ng suủ ứ ất trung b nh đến độ ề b n mỏi
𝜓𝜎,𝜓 𝜏 là hệ ố ể đế ảnh hưở s k n ng c a các tr s ng suủ ị ố ứ ất trung bình đến độ ề b n m i, tra b ng ỏ ả với b = 600Mpa ta có:
𝐾𝜎𝑑𝑗, 𝐾 𝜏𝑑𝑗 là hệ ố xác đị s nh theo công thức sau:
Trong đó: Kx - hệ s tố ập trung ứng su t do trạng thái b m t, phụ thuộấ ề ặ c vào phương pháp gia công và độ nhẵn bề mặt cho trong bảng
Hình 3.22 Bảng tr s c a h s t p trung ng su t do tr ng thái b mị ố ủ ệ ố ậ ứ ấ ạ ề ặt Kx
Vớ ội đ nh n R ẵ a 2,5 0,63 m và b = 600 Mpa ta có K = 1,06 x
• Ky - h s ệ ố tăng bền tr c, cho trong b ng 10.9 ph ụ ả ụthuộc vào phương pháp tăng b n b mề ề ặt, cơ tính vậ ệt li u Ở đây ta không dùng các phương pháp tăng bền b ề mặt, do đó Ky = 1
• εσ, ετ - hệ s ốkích thước kể n đế ảnh hưởng của kích thước tiết diện trục đến giới hạn m ỏi
• Kσ,K - h s t p trung ng suτ ệ ố ậ ứ ất thực tế khi u n và xo n, tr s c a chúng ph ố ắ ị ố ủ ụ thuộc vào các loại yếu t gây tố ập trung ng suứ ất.
❖ Kiểm nghi m t i ti t diệ ạ ế ện l p ắ ổ lăn:
Hình 3.23 Bảng công thức tính momen cảm uốn W và momen xo n W j ắ oj
Do vị trí này l p ắ ổ lăn nên bề ặ m t trục lắp có độ dôi ra Ch n ki u l p k6 ọ ể ắ
Hình 3.24 Bảng tr sị ố 𝐾𝜎/𝜀𝜎 và 𝐾𝜏/𝜀𝜏đối v i bớ ề ặt trụ ắp có độ b c l dôi
❖ Tính kiểm nghi m khệ ả năng tải của ổ
Chọ ổ lăn: Do trụn c không ch u ị ảnh hưởng của l c dự ọc trục nên ta ch n loọ ại ổ bi đỡ 1 dãy
Chọn sơ đồ kích thước ổ: Với kích thước trục như hình và đường kính ngõng trục d = 20 mm, tra bảng ta chọn được:
• Khả năng tải động C = 5,14 kN
• Khả năng tải tĩnh Co = 3,12 kN
Hình 3.25 Bảng ổ bi đỡ một dãy (theo GOST 8338-75)
• Khả năng chị ải độu t ng
Tải trọng động quy ước:
Q =(XVF r + YF a )k k t đ Trong đó F r t– ải trọng hướng tâm:
F ta– ải trọng dọc trục: F = 0a k h s k n t– ệ ố ể đế ảnh hưởng của nhiệt độ: kt = 1 (T Tuổi thọtính bằng vòng quay của ổ:
=> Kh ả năng tải động của ổ lăn:
• Khả năng chị ải tĩnhu t
Tải trọng tĩnh quy ước:
Với X0, Y 0là hệ s t i trố ả ọng hướng tâm và h s tệ ố ả ọng di tr ọc trục.
Hình 3.27 B ng h s tả ệ ố ải trọng hướng tâm X 0và hệ ố ải trọ s t ng d c trọ ục Y0
❖ Chọn và kiểm nghiệm then
Chọn then: then được lắp tại đĩa xích trên trục d = 15 mm
▪ Chiều sâu rãnh then trên trục t1 = 3 (mm)
▪ Chiều sâu rãnh then trên l tỗ 2 = 2,3 (mm)
Hình 3.28 Bảng các thông s c a then ố ủKiểm nghiệm then theo độ bền dập và độ bền cắt:
Hình 3.29 Bảng ng suứ ất dập cho phép [𝜎𝑑] đối v i mớ ối ghép then
Với [ ] là ng su t d p cho phép Tra b ng 9.5 178 [1] v i d ng l p c𝜎𝑑 ứ ấ ậ ả 𝐵 ớ ạ ắ ố định, v t li u may ậ ệ ơ là thép làm việc va đập nhẹ, ta có [ ] 0Mpa 𝜎𝑑
𝜏𝑐 = 𝑑.𝑙.𝑏 2𝑇 ≤ [𝜏𝑐] Với [𝜏𝐶] là ứng suấ ắt cho phép do làm vit c ệc va đập nh gây nên: [ẹ 𝜏𝐶] = (40÷60) MPa
Thông số Giá trị Đường kính đoạn trục lắp ổ lăn 20 (mm) Đường kính đoạn trục lắp đĩa xích 15 (mm) Đường kính đoạn trục lắp băng tải 60 (mm) Ổ lăn 1000904
Chiều sâu trên trục trên trục 3 (mm)
Chiều sâu rãnh then trên ỗ 2,3 (mm)
H ệ thố ng xy lanh
3.2.1 Tính toán , l ự a ch n xy lanh ọ
Lựa chọn xy lanh dùng trong h ệthống:
• Do yêu c u làm vi c c n xy ầ ệ ầ lanh tác động nhanh, hành trình làm vi c không lệ ớn, cố định nên ch n xy lanh tác d ng hai chiọ ụ ều s d ng trong hử ụ ệ thống Xy lanh tác động hai chiều giúp hệ thống được điều khiển một cách hoàn toàn tự động và chính xác
Xác định thông s k thuật của xy-lanh: Hệ ố ỹ thống cấp phôi đẩy 1 phôi:
▪ Khối lượng l n nhất của phôi: Qớ max = 0,7 (kg)
▪ Hệ s ma sát giố ữa phôi và băng tải: f = 0,4
▪ Hành trình làm việc c n thiầ ết :
• Xác định áp lực do cần pít tông tạo ra:
D: đường kính c a xy lanh ủ p1: áp suất làm vi c, áp suệ ất trong kho ng làm viả ệc 6 - 8 bar, áp suất khoảng thoát khí tối thiểu 1,4 bar à : hệ s hi u d ng c a xy ố ệ ụ ủ lanh
• Đa số xy lanh khí nén làm vi c ch u t i trệ ị ả ọng động Khi đó do tổn hao v ma sát, ề do có tính đàn hồi của khí nén khi chịu tải thay đổi, do sức ỳ của pít tông trước khi d ch chuy n, vỡ th h s hi u d ng giị ể ế ệ ố ệ ụ ảm thường ch n à = 0,5 ọ
• Chọn sơ bộ áp suất làm việc của hệ thống là: p = 6 (bar) = (kg/cm6 2 ) = 6 10 5 (N/m 2 ) Để pít tông di chuyển được thì: F = p 1 π.D 2
Fms max: lực ma sát lớn nhất do sản ph m gây ra ẩ
• Xy lanh băng tải đẩy một phôi
Fms max= f Pmax= f mmax g = 0,4.0,7.9,8 = 2,74 (N) Đường kính D c a xy lanh: ủ
• Xy lanh cấp phôi t ng: ng c p phôi chự độ ố ấ ứa 1 phôi Đường kính D c a xy lanh: ủ
Với 2 thông s ố đường kính xy lanh và hành trình, ta chọn được xy lanh với D 12(mm)
• Chọn xy-lanh c a hãng FESTO : DSNU-12-ủ 200-P-A
Hình 3.31 Xy lanh Festo DSNU-12-200
P-A Hình 3.32 Ký hi u c a xy lanh ệ ủ
▪ Áp suất vận hành : 1,5 10 bar –
▪ Lực đẩy lý thuyết ở 6 Bar:
Hành trình đi: 50,9N Hành trình về: 67,9 N 3.2.2 V ậ n t ố c xy lanh
Thời gian giữa 2 lần phân loại sản phẩm liên tiếp là:
Chọn thời gian xy lanh đẩy s n phẩm tả 1 = 0,2 s, th i gian xy lanh tr về v trí ờ ở ị ban đầu là t = 0,2 2 s.
Hình 3.33 Thời gian xy lanh đẩy 1 phôi Vận tốc của xy lanh khi đẩy s n phả ẩm là: v 1 = t W
Vận tốc của xy lanh khi tr lở ại vị trí ban đầu là: v 2 = t W
2= 100 0,2 = 500(mm/s) Diện tích có ích c a xi lanh ủ là:
4 = 1,13 10 −4 (𝑚 2 ) Lưu lượng khí nén cần cung cấp cho 1 xi lanh hoạt động trong 1 phút là:
Hệ thống phân lo i s n phạ ả ẩm sử ụ d ng 4 xi lanh
⇒ Dung tích bình khí nén cần thi t là: ế 𝑉= 4𝑞= 4.6,78',12(𝑙)
Vậy c n lầ ựa chọn bình khí nén có dung tích l n ớ hơn 27,12 l
Chương 4 XÂY DỰNG BẢN VẼ HỆ THỐNG
4.1 Thiết kế chi ti t và xây dế ựng b n vả ẽ ắ l p
❖ Xây dựng các b n v ả ẽchế ạ t o các chi ti t chính ế
Hình 4.2 Bản v ẽ đĩa xích ớl n
Hình 4.3 Bản v ẽ đĩa xích bé
Hình 4.5 Bản vẽ trục ch ngủ độ4.2 Mô ph ng nguyên lý ỏ hoạt động (động học)
