đề tài tính toán thiết kế và chế tạo máy ép rơm tích hợp đóng gói

Nguyên lý hoạt động của bộ phận ép Quá trình thực hiện quy trình ép rơm gồm: 6 bước + Bước nạp rơm khởi đầu quá trình: Rơm được nạp vào buồng ép của máy thông qua hệ thống phễu.. - Than

GIỚI THIỆU

M ỤC ĐÍCH VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU

- Tối ưu hóa quá trình đóng gói: Đạt được một quy trình đóng gói hiệu quả, tự động hóa từ khâu ép rơm thành khối cho đến đóng gói cuối cùng, nhằm mục tiêu thuận lợi cho việc hình thành nấm

- Đảm bảo tính bền vững và thân thiện với môi trường: Khuyến khích việc tái sử dụng rơm rạ trong nông nghiệp và các ngành công nghiệp khác, giảm thiểu cháy rơm rạ gây ô nhiễm không khí

- Tăng cường an toàn lao động: Thiết kế máy với các tính năng an toàn để bảo vệ người vận hành, giảm thiểu rủi ro tai nạn lao động

- Thiết kế và chế tạo: Phát triển thiết kế cơ khí, hệ thống điều khiển tự động, và quy trình vận hành cho máy ép rơm tích hợp đóng gói

- Kiểm định vật liệu và công nghệ: Nghiên cứu về vật liệu phù hợp cho máy và công nghệ ép, đóng gói hiệu quả, bền bỉ

- Phân tích chi phí và hiệu quả: Đánh giá tổng chi phí sản xuất và vận hành máy so với lợi ích thu được từ việc cải thiện năng suất và giảm thiểu chi phí lao động

- Tính năng an toàn và dễ dàng sử dụng: Tập trung vào việc thiết kế máy với các tính năng an toàn cao và giao diện người dùng thân thiện, dễ vận hành

- Ứng dụng và thị trường mục tiêu: Xác định các khu vực và thị trường mục tiêu, bao gồm cả nông nghiệp và ngành công nghiệp tái chế, nơi máy có thể được triển khai một cách hiệu quả nhất.

C ẤU TRÚC ĐỒ ÁN

- Cấu trúc đồ án gồm: thuyết minh và mô hình

- Phần thuyết minh đi sâu vào nguyên cứu cơ sở lý thuyết, phân tích, tính lực, thiết kế cơ câu và tối ưu hóa dựa trên các kiến thức đã học

- Mô hình dựa vào thuyết minh và bản thiết kế đưa ra điểu chỉnh để hoàn thiện giảm mức độ sai số đến mức thấp nhất, dễ dàng thực hiện nhất và tối ưu các thiết bị hiện có

GVHD: Th.S Nguyễn Thái Dương 8

CƠ SỞ LÝ THUYẾT

T ỔNG QUAN VỀ NẤM RƠM VÀ ỨNG DỤNG

2.1.1 Tổng quan về nấm rơm

- Quá trình tạo thành quả thể nấm rơm gồm 6 giai đoạn:

+ Đầu đinh ghim (nụ nấm)

- Chu kỳ sinh trưởng và phát triển của nấm rơm rất nhanh chóng (10-12 ngày) Những ngày đầu nấm nhỏ như hạt tấm có màu trắng (giai đoạn đinh ghim), 2-3 ngày sau lớn rất nhanh bằng hạt ngô, quả táo, quả trứng (giai đoạn hình trứng), lúc trưởng thành (giai đoạn phát tán bào tử) trông giống như một chiếc ô dù, có cấu tạo thành các phần hoàn chỉnh

2.1.2 Ứng dụng về nấm rơm

- Nấm chứa nhiều vitamin A, B1, B2, PP, D, E, riêng vitamin C chiếm đến 160 mg/100gr Ngoài ra, nấm rơm còn chứa bảy loại a-xít amin mà cơ thể không tổng hợp được Nhờ đó, nấm rơm là món ăn trị nhiều bệnh Bã sau khi trồng nấm chế biến thành phân sinh học cao cấp Ngoài ra, bã nấm còn dùng để làm phân bón, nuôi trùn đất, lấy trùn nuôi gia cầm, gia súc và tôm, cá

2.1.3 Một số hình ảnh về nấm rơm và quy trình sản xuất

N GUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA BỘ PHẬN ÉP

Quá trình thực hiện quy trình ép rơm gồm: 6 bước

+ Bước nạp rơm (khởi đầu quá trình): Rơm được nạp vào buồng ép của máy thông qua hệ thống phễu Tại thời điểm này, buồng ép rỗng, sẵn sàng tiếp nhận rơm + Bắt đầu ép: Khi rơm đã được nạp đầy, xi lanh khí nén được kích hoạt, tạo ra lực đẩy xi lanh xuống, bắt đầu quá trình nén rơm Lúc này, cửa ra của buồng ép đang ở trạng thái đóng lại để ngăn không cho rơm rơi ra ngoài, khi quá trình ép diễn ra tạo điều kiện cho việc ép chặt

GVHD: Th.S Nguyễn Thái Dương 10 + Quá trình ép chặt rơm: Xi lanh tiếp tục chạy xuống hết hành trình và tác dụng lực lên rơm trong khoảng 5 giây (Được lập trình bởi bộ đếm thời gian để đảm bảo rơm được nén chặt trong một khoảng thời gian xác định) đủ để rơm được ép chặt lại Áp lực này phải đủ mạnh để giảm thiểu thể tích của rơm và tạo ra một khối rơm có độ đặc cao, đáp ứng tiêu chuẩn cho việc làm nấm

+ Mở cửa và chuẩn bị đẩy rơm ra: Sau khi quá trình ép hoàn tất, xi lanh được rút lên trở lại về vị trí ban đầu Đồng thời cửa ra buồng ép tự động được mở ra nhờ 1 xi lanh khí nén, chuẩn bị cho việc đẩy khối rơm đã được ép chặt ra ngoài

+ Đẩy rơm ra khỏi buồng ép: Xi lanh đẩy sẽ hoạt động để đẩy khối rơm ra khỏi buồng ép sau khi xi lanh ép được rút lên và cửa hoàn toàn mở

+ Trở lại vị trí ban đầu (chuẩn bị cho quá trình tiếp theo): sau khi rơm đã ép thoát ra khỏi vùng ép thì ngay lúc này cửa thoát đóng lại và bộ phận đẩy rơm cũng trả về vị trí ban đầu.

N GUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA BỘ PHẬN ĐÓNG GÓI

- Nạp cuộn màng PE: có một trục đễ giữ và duy trì cuộn màng PE Cuộn màng được đặt ở vị trí cố định để dễ dàng nạp và thay thế

- Các thông số như số vòng quấn, tốc độ bàn xoay được cài đặt sẵn trên hệ thống của máy Khi rơm được ép xong và được đẩy qua buồng rơi vào ghim định vị trên bàn xoay, sau đó dùng tay kéo màng PE dính vào chốt đã thiết kế trên bàn xoay Bấm nút cuộn quy trình quấn màng sẽ được thực hiện, khi đã quấn đủ số vòng bấm nút cuộn lần nữa bàn xoay sẽ ngừng lại và dùng tay cắt màng PE lấy sản phẩm ra để tiếp tục cho sản phẩm tiếp theo

+ Sản phẩm dạng khối hộp chữ nhật

+ Kích thước sản phẩm: 20x24x12mm

+ Khối lượng sản phẩm: 3-3,5kg

+ Tốc độ quay: 20 vòng/phút

+ Bề dày của màng: 0,2 mm

+ Khối lượng cuộn màng: 3,2 kg

THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO BỘ PHẬN ÉP RƠM

Y ÊU CẦU VÀ TIÊU CHUẨN THIẾT KẾ

- Kích thước buồng ép: Phải được thiết kế để chứa đủ lượng rơm cần thiết cho một khối rơm tiêu chuẩn, thường dựa trên kích thước thị trường hoặc yêu cầu của khách hàng

- Kích thước mặt ép: Phải được thiết kế để không va chạm vào thành của buồng ép

- Xilanh đẩy: Đối với xilanh đẩy khi đi hết hành trình sẽ chịu tác dụng của trọng lực làm cho xilanh cong võng gây va chạm với thành buồng ép vì vậy cần bố trí bánh xe để gối vào bộ phận đẩy

- Bộ phận chịu lực khi ép: có hai vị trí di động là cửa thoát và bộ phận đẩy vì vậy cần bố trí thêm bộ phận chịu lực, đối với cửa bố trí khe vừa có tác dụng làm đường ray vừa có tác dụng chịu lực khi ép, đối với bộ phận đẩy tựa vào vị trí cố định của xilanh để chịu lực

- Thanh trượt đẫn hướng: cần đảm bảo dung sai và hoạt động trơn tru với bạc dẫn hướng

- Chịu lực và độ bền: Các thành phần của buồng ép, bao gồm cả cửa ra và xi lanh, phải được thiết kế để chịu được lực lớn mà không bị biến dạng hoặc hư hỏng qua thời gian sử dụng

- Vật liệu: Phải lựa chọn vật liệu có khả năng chống mài mòn và ăn mòn tốt, như thép cường lực hoặc thép không gỉ, đồng thời phải phù hợp với điều kiện môi trường nông nghiệp

- Hệ thống điều khiển: Sử dụng van điện từ, timer, van tiết lưu cho phép điều chỉnh tốc độ xi lanh, và thời gian ép để có thể tạo ra các khối rơm với kích thước và độ đặc đồng đều

- An toàn lao động: Các bộ phận cần có thiết kế chống kẹt và chấn thương cho người vận hành, với hệ thống dừng khẩn cấp dễ dàng truy cập

- Bảo dưỡng: Phải có tính năng tháo lắp dễ dàng cho các bộ phận hao mòn để bảo dưỡng và thay thế.

B Ố TRÍ VÀ KẾT CẤU CỦA BỘ PHẬN ÉP

- Qua thực nghiệm đo đạt người có cân nặng khoảng 60kg đáp ứng yêu cầu nén một khối rơm với kích thước 205x247x12 suy ra lực cần thiết để nén là

Với m: khối lượng yêu cầu a: gia tốc trọng trường 𝑚 𝑠⁄ 2

- Áp suất cần thiết để nén rơm

Với S: diện tích bị ép = 0,205.0,247=0,05 𝑚 2

- Lực 2 thanh dẫn hướng tác động lên rơm với khối lượng mỗi thanh là 4kg mỗi thanh

- Lực do xi lanh tác dụng lên

- Tổng lực tác dụng lên rơm

- Vậy nếu 𝑃 𝑝 >600000 𝑁 𝑚⁄ 2 thì đạt yêu cầu khi ép a) Tấm đế

- Bộ phận chịu lực lớn nhất của buồng ép là tấm đế cần chịu được lực lớn với lực tính toán với cục rơm khoảng 3-5kg như sau:

- Vậy tấm đế phải có khả năng chịu được lực lớn hơn lực tính toán đồng thời đảm bảo khả năng không bị biến dạng trong thời gian dài hoạt động b) Buồng ép

- Bố trí phải đủ rộng để chứa lượng rơm cần thiết và phải đủ cao để tạo khối rơm với độ đặc mong muốn

- Được cấu tạo bằng thép tấm có chiều dày 3mm được liên kết với nhau bằng phương pháp hàn với cách khoảng cách được bố trí như sau:

Cửa bỏ nguyên liệu 239 170 c) Cửa bỏ nguyên liệu

- Được kết nối với buồng ép bằng bản lề có thể tháo gọn để thuận tiện cho việc di chuyển qua các vị trí trong phân xưởng sản xuất

- Yêu cầu đối với bộ phận này là phải đảm bảo được lượng nguyên liệu cần và đủ cho một sản phẩm đồng thời không được vi phạm về không gian làm việc của xilanh ép vì vậy nên được cố định bằng hệ thống móc khóa d) Cửa thoát

- Bộ phận này gồm cửa và ray trượt được duy trì chuyển động bằng xilanh cửa có tác dụng làm kín buồng ép và mở ra để rơm thoát ra khỏi buồng ép

- Kích thước của tấm cửa: 213x200x3mm e) Bộ phận đẩy

- Được bố trí song song với cửa, thực hiện sau khi xi lanh cửa mở ra

- Gồm một tấm đẩy với kích thước 201x116x3mm và bánh xe có nhiệm vụ gối tránh cong võng trong quá trình làm việc f) Hệ thống xi lanh ép

- Bố trí: Xi lanh được bố trí trung tâm so với buồng ép để đảm bảo phân bố áp lực đều khắp bề mặt rơm

- Kết cấu: Xi lanh ép được đặt chính giữa tấm đẩy để lực phân bố đồng đều, có kích thước đủ lớn để tạo ra lực ép cần thiết, sử dụng 2 thanh dẫn hướng để khống chế bậc tự do đảm bảo tấm ép không bị cạ vào thành buồng ép trong quá trình hoạt động g) Hệ thống điều khiển

+ Bố trí: Được bố trí ở vị trí dễ quan sát cả buồng ép và dễ tiếp cận cho người vận hành khi cần thiết

+ Kết cấu: Tủ điều khiển chứa contactor, rơ le trung gian, các thiết bị điện có liên quan được bảo vệ khỏi môi trường ngoại vi bằng vỏ tủ chống bụi và chống thấm h) An toàn và bảo dưỡng

+ Bố trí: Vỏ bảo vệ xung quanh các bộ phận chuyển động để ngăn người vận hành tiếp xúc trực tiếp

+ Kết cấu: Các nút dừng khẩn cấp (E-Stop) được bố trí ở nơi dễ tiếp cận

+ Bố trí: Tất cả các bộ phận chịu mài mòn đều dễ dàng tháo lắp hoặc điều chỉnh từ bên ngoài mà không cần phải tháo toàn bộ máy

+ Kết cấu: Các điểm bôi trơn được đánh dấu rõ ràng và có thể tiếp cận từ bên ngoài để bảo dưỡng thường xuyên.

L ỰA CHỌN VẬT LIỆU VÀ LINH KIỆN KẾT NỐI

- Yêu cầu kỹ thuật: xác định các yêu cầu kỹ thuật cụ thể của bộ phận ép, bao gồm áp lực làm việc, độ mài mòn, độ cứng, độ bền, v.v Yêu cầu này sẽ hướng dẫn cho việc lựa chọn vật liệu phù hợp nhất

- Khảo sát và phân tích: Tiến hành khảo sát và phân tích các thông số kỹ thuật của các loại vật liệu có sẵn trên thị trường để tìm ra các vật liệu tiềm năng cho ứng dụng của bộ phận ép Xem xét các tính chất cơ học, hóa học, nhiệt độ, độ bền, và giá thành của từng loại vật liệu

- Lựa chọn vật liệu thí nghiệm: Một phương pháp hiệu quả là thử nghiệm mẫu vật liệu trong điều kiện và tác động gần giống với ứng dụng cuối cùng Qua đó có thể đánh giá hiệu suất, độ bền, và sự phù hợp của vật liệu với yêu cầu

- Tham khảo ý kiến giảng viên hướng dẫn: Việc tham vấn ý kiến của chuyên gia vật liệu là quan trọng để có cái nhìn toàn diện về tùy chọn vật liệu, đặc biệt là trong các ứng dụng đòi hỏi kiến thức chuyên sâu về vật liệu và kỹ thuật

- Bố trí thử và kiểm tra: Khi đã chọn vật liệu chính xác, hãy thực hiện thử nghiệm và kiểm tra cẩn thận để đảm bảo rằng vật liệu đạt được các tiêu chuẩn và yêu cầu kỹ thuật

- Theo dõi và đánh giá hiệu suất: Sau khi triển khai vật liệu vào ứng dụng, hãy theo dõi và đánh giá hiệu suất của vật liệu để có thể điều chỉnh và cải thiện nếu cần thiết

- Sau khi thông qua các phương pháp lựa chọn vật liệu nêu trên ta chọn vật liệu chủ yếu của bộ phận ép rơm là thép tấm có kích thước 3mm, vật liệu chế tạo khung cấu trúc đáp ứng được các yêu cầu và chịu được áp lực và ma sát, đồng thời nhẹ và dễ gia công, bề mặt tiếp xúc với rơm phải có khả năng chịu mài mòn và ma sát tốt b) Linh kiện kết nối

- Đảm bảo cho quá trình tháo lắp, bảo dưỡng và thay thế vì vậy cần chọn linh kiện có khả năng tháo lắp như ốc M10, M5…

Q UÁ TRÌNH CHẾ TẠO VÀ LẮP RÁP MÁY

- Thiết kế: Trước khi bắt đầu chế tạo, cần có một bản thiết kế kỹ thuật chi tiết của máy cần sản xuất Thiết kế này bao gồm các thông số kỹ thuật, bố cục, cấu trúc, và các bộ phận cùng với quá trình hoạt động của máy

- Chế tạo bộ phận: Sau khi có thiết kế, các bộ phận của máy sẽ được chế tạo hoặc mua các vật liệu hiện có trên thị trường Quá trình này bao gồm chọn vật liệu phù hợp, gia công các bộ phận theo thiết kế đảm bảo độ phẳng đối với thép tấm và đảm bảo các dung sai trên bộ phận

- Kiểm tra chất lượng: Mỗi bộ phận sau khi được chế tạo đều cần được kiểm tra chất lượng để đảm bảo chúng đáp ứng các yêu cầu kỹ thuật và không gây ra vấn đề trong quá trình lắp ráp và sử dụng

- Lắp ráp: Sau khi các bộ phận đã sẵn sàng, quá trình lắp ráp sẽ bắt đầu Các bộ phận này sẽ được lắp ráp theo thứ tự và phương pháp đã được thiết kế trước đó

- Kiểm tra và điều chỉnh: Sau khi hoàn thành lắp ráp, máy móc sẽ được kiểm tra tổng thể và điều chỉnh để đảm bảo hoạt động ổn định và hiệu quả

- Các thiết bị được sử dụng để thực hiện chế tạo gồm có: máy hàn, khoan, cắt… các thiết bị có sẵn ở phân xưởng hàn và xưởng chế tạo máy

THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO BỘ PHẬN ĐÓNG GÓI

Y ÊU CẦU VÀ TIÊU CHUẨN THIẾT KẾ

- Kích thước và hình dạng sản phẩm: Bộ phận đóng gói cần được thiết kế để đáp ứng kích thước và hình dạng cụ thể của các khối rơm sau khi được ép Kích thước sản phẩm sau đóng gói phải đảm bảo tiêu chuẩn: 200x240x120mm, với khối lượng sản phẩm từ 3 đến 3,5kg

- Chịu lực và độ bền: Các thành phần của bộ phận đóng gói phải chịu được lực tác động trong quá trình vận hành và đóng gói sản phẩm Đảm bảo không bị biến dạng hoặc hư hỏng trong suốt quá trình sử dụng lâu dài

- Tốc độ quay và số vòng quấn: Bộ phận đóng gói quấn màng PE đảm bảo việc đóng gói được thực hiện chính xác và hiệu quả Tốc độ quay của motor cần đạt tiêu chuẩn 20 vòng/phút để đảm bảo hiệu quả đóng gói

- Tính an toàn và dễ dàng sử dụng: Thiết kế bộ phận đóng gói cần đảm bảo tính an toàn cho người vận hành, bao gồm việc lắp đặt các nút dừng khẩn cấp (E-Stop) ở vị trí dễ tiếp cận Giao diện người dùng cần thân thiện và dễ sử dụng, giúp người vận hành có thể thực hiện công việc một cách hiệu quả

- Vật liệu: Chọn vật liệu có độ bền cao, chống mài mòn và chịu lực tốt, chẳng hạn như thép không gỉ hoặc các loại hợp kim chịu lực Vật liệu cũng cần đáp ứng các tiêu chuẩn vệ sinh và an toàn trong quá trình tiếp xúc với sản phẩm

- Bảo dưỡng và thay thế linh kiện: Bộ phận đóng gói cần có thiết kế cho phép dễ dàng tháo lắp và thay thế các linh kiện khi cần bảo dưỡng hoặc sửa chữa Các điểm bôi trơn và các phần hao mòn cần được đánh dấu rõ ràng và có thể tiếp cận một cách thuận tiện b) Tiêu chuẩn thiết kế

- Kích thước cuộn màng PE: Kích thước cuộn màng phải đảm bảo đủ lớn để đóng gói các khối rơm, bao gồm bề dày của màng, đường kính lõi và đường kính ngoài của cuộn màng Khối lượng cuộn màng cũng phải phù hợp để dễ dàng nạp và thay thế trong quá trình vận hành

- Cấu trúc cơ khí: Các bộ phận cơ khí của hệ thống đóng gói cần được thiết kế chắc chắn, đảm bảo độ cứng vững và khả năng chịu lực tốt Cơ cấu cơ khí phải được bố trí hợp lý để tránh va chạm với các bộ phận khác khi hoạt động

- Hệ thống điều khiển: Sử dụng hệ thống điện để điều khiển quá trình quấn màng PE Hệ thống điều khiển phải đảm bảo tính ổn định và độ chính xác cao trong quá trình vận hành

- Tiêu chuẩn an toàn: Thiết kế bộ phận đóng gói phải tuân thủ các tiêu chuẩn an toàn lao động, bao gồm việc lắp đặt các vỏ bảo vệ xung quanh các bộ phận chuyển động, các nút dừng khẩn cấp và các biện pháp bảo vệ người vận hành khỏi nguy cơ tai nạn lao động

- Khả năng bảo dưỡng: Thiết kế bộ phận đóng gói phải đảm bảo tính dễ dàng trong việc bảo dưỡng và thay thế các linh kiện Các bộ phận chịu mài mòn và các điểm bôi trơn cần được bố trí hợp lý để thuận tiện cho việc bảo dưỡng định kỳ

- Những yêu cầu và tiêu chuẩn thiết kế này đảm bảo rằng bộ phận đóng gói của máy ép rơm tích hợp sẽ hoạt động hiệu quả, bền bỉ và an toàn, đáp ứng đầy đủ các tiêu chuẩn kỹ thuật và nhu cầu của người sử dụng.

T ÍNH TOÁN THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN XÍCH

- Chọn loại xích ống con lăn vì rẻ hơn xích răng, vả lại không yêu cầu bộ truyền phải làm việc êm, không ồn b) Ta có các thông số

- Công suất động cơ điện : N = 0,014 kW

- Số vòng quay trong 1 phút của động cơ điện : n1 = 20 vòng/phút

- Số vòng quay trong 1 phút của trục bị dẫn : n2 = 20 vòng/phút

- Số răng đĩa bị dẫn : Z2 = 14 c) Tìm bước xích t

- Tính hệ số điều kiện sử dụng k = 𝑘 đ 𝑘 𝐴 𝑘 𝑜 𝑘 đ𝑐 𝑘 𝑐 𝑘 𝑏 (4.1)

- kd= 1 – tải trọng tỉnh, làm việc êm

- kA = 1 – chọn khoảng cách trục A = (30÷50)t

- ko= 1 - góc nghiêng nhỏ hơn 60°

- kđc = 1,25 – trục không điều chỉnh được

- kb = 1,3 – bôi trơn định kỳ

- kc = 1,25 - bộ truyền làm việc 2 ca

- Hệ số số răng đĩa dẫn: kz = 𝑍 𝑜1

- Hệ số số vòng quay đĩa dẫn: kn = 𝑛 𝑜1

- Công suất tính toán của bộ truyền xích:

Với no1 = 20 (vòng/phút) chọn được xích ống con lăn một dãy có bước xích t = 12,7 mm, diện tích bản lề F = 21,2 𝑚𝑚 2 , có công suất cho phép N = 0,02844 kW, tải trọng phá hỏng Q = 9000 N, khối lượng một mét xích q = 0,31 kg

Với t = 12,7 mm và số răng đĩa dẫn Z1 = 14, số vòng quay giới hạn ngh của đĩa dẫn có thể đến 2300 vòng/phút d) Định khoảng cách trục A và số mắt xích X

Có khoảng cách trục A theo bản vẽ là 152mm

- Kiểm nghiệm số lần va đập trong 1 giây

Theo bảng 6-7 sách thiết kế chi tiết máy, số lần va đập cho phép trong 1 giây [u] = 60 cho nên điều kiện u ≤ [u] được thỏa mãn

- Tính chính xác khoảng cách trục A theo số mắt xích đã chọn

2𝜋 ) 2 ] = 152,4 𝑚𝑚 f) Tính đường kính vòng chia của đĩa xích

- Vì sử dụng đĩa xích dẫn và đĩa xích bị dẫn giống nhau cùng kích thước, cùng số răng vậy nên dc1 = dc2

- Lực tác dụng lên trục

Trong đó: kt = 1,15 (nghiên một góc dưới 40°)

B Ố TRÍ VÀ KẾT CẤU CỦA BỘ PHẬN ĐÓNG GÓI

a) Bố trí của bộ phận đóng gói

- Bố trí trục giữ cuộn màng PE: Trục giữ cuộn màng PE cần được bố trí ở vị trí cố định và dễ dàng tiếp cận để thuận tiện cho việc nạp và thay thế cuộn màng Trục này cần có khả năng giữ cuộn màng ổn định trong suốt quá trình đóng gói, đồng thời dễ dàng tháo lắp khi cần thay thế cuộn màng mới

- Bố trí bàn xoay: Bàn xoay cần được bố trí sao cho sản phẩm sau khi ép rơm có thể dễ dàng chuyển sang giai đoạn đóng gói Bàn xoay phải có kích thước đủ lớn để chứa sản phẩm dạng khối hộp chữ nhật với kích thước 200x240x120mm và khối lượng từ 3-3,5kg Bàn xoay cần được thiết kế với hệ thống ghim định vị để giữ sản phẩm ổn định trong quá trình quấn màng

- Bố trí hệ thống điều khiển: Hệ thống điều khiển cần được bố trí ở vị trí dễ quan sát và dễ tiếp cận để người vận hành Hệ thống điều khiển phải được bảo vệ khỏi bụi và ẩm để đảm bảo độ bền và hoạt động ổn định b) Kết cấu của bộ phận đóng gói

- Kết cấu trục giữ cuộn màng PE: Trục giữ cuộn màng cần được chế tạo từ vật liệu có độ bền cao, chịu được lực tác động trong quá trình vận hành Trục cần có cơ cấu khóa để giữ cuộn màng chắc chắn và cơ cấu tháo lắp nhanh để dễ dàng thay thế cuộn màng mới

- Kết cấu bàn xoay: Bàn xoay cần được thiết kế chắc chắn, có khả năng chịu lực tốt để đảm bảo không bị biến dạng khi đóng gói các sản phẩm có khối lượng lớn Bàn xoay cần được trang bị hệ thống ghim định vị để giữ sản phẩm ổn định trong quá trình quấn màng Hệ thống quay của bàn cần được điều khiển chính xác để đảm bảo quấn màng đúng số vòng và tốc độ yêu cầu

- Kết cấu hệ thống quấn màng: Hệ thống quấn màng PE cần được thiết kế với cơ cấu truyền động mạnh mẽ và đồng đều, đảm bảo màng PE được quấn chặt và đều lên sản phẩm

- Kết cấu hệ thống điều khiển: Hệ thống điều khiển bao gồm các bộ phận như điện, cảm biến, và các thiết bị điện tử cần được lắp đặt trong tủ điều khiển chống bụi và ẩm Tủ điều khiển cần có các nút điều chỉnh dễ dàng sử dụng và các nút dừng khẩn cấp (E-Stop) ở vị trí thuận tiện để người vận hành có thể nhanh chóng dừng máy khi cần thiết

- Kết cấu an toàn: Bộ phận đóng gói cần được trang bị các vỏ bảo vệ xung quanh các bộ phận chuyển động để ngăn ngừa tai nạn lao động Các điểm nguy hiểm cần được đánh dấu rõ ràng và có biện pháp bảo vệ phù hợp

Những bố trí và kết cấu này đảm bảo rằng bộ phận đóng gói của máy ép rơm tích hợp hoạt động hiệu quả, an toàn và đáp ứng được các yêu cầu kỹ thuật Bộ phận đóng gói cần được thiết kế tối ưu để giảm thiểu thời gian và sức lực trong quá trình vận hành, đồng thời đảm bảo chất lượng sản phẩm sau khi đóng gói.

L ỰA CHỌN VẬT LIỆU VÀ LINH KIỆN

- Thép không gỉ: Các bộ phận tiếp xúc trực tiếp với rơm và màng PE như trục giữ cuộn màng, bàn xoay và hệ thống quấn màng cần được làm từ thép không gỉ để đảm bảo độ bền cao, chống ăn mòn và chịu được các tác động cơ học trong quá trình vận hành

- Thép cường lực: Sử dụng thép cường lực cho các thành phần chịu lực cao như khung máy và hệ thống truyền động Thép cường lực có khả năng chịu tải tốt, không bị biến dạng khi chịu lực lớn, đảm bảo độ bền và tuổi thọ của máy

- Nhựa kỹ thuật: Các chi tiết nhỏ, tay nắm, các nút điều khiển có thể được làm từ nhựa kỹ thuật chất lượng cao để giảm trọng lượng và chi phí Nhựa kỹ thuật có tính chống mài mòn và cách điện tốt, đảm bảo an toàn cho người vận hành b) Linh kiện

- Động cơ: Động cơ được sử dụng để điều khiển bàn xoay Động cơ nằm ở vị trí phù hợp, đảm bảo quá trình quấn màng được thực hiện đồng đều và chính xác

- Màng PE: Chọn màng PE có độ dày phù hợp, đảm bảo tính linh hoạt và độ bền cao, không dễ bị rách trong quá trình quấn Màng PE cần có khả năng tái chế và phân hủy sinh học để giảm thiểu tác động môi trường

- Nút điều khiển: Nút bấm, nút dừng khẩn cấp (E-Stop) cần được bố trí hợp lý, dễ dàng thao tác Các linh kiện này cần có độ bền cao, chống bụi và chống nước để hoạt động tốt trong môi trường nông nghiệp

- Những lựa chọn vật liệu và linh kiện này đảm bảo rằng bộ phận đóng gói của máy ép rơm tích hợp sẽ hoạt động hiệu quả, bền bỉ và đáp ứng được các yêu cầu kỹ thuật khắt khe Việc chọn lựa vật liệu và linh kiện phù hợp cũng giúp giảm thiểu chi phí sản xuất và bảo trì, nâng cao hiệu suất và tuổi thọ của máy

Q UÁ TRÌNH CHẾ TẠO VÀ LẮP RÁP MÁY

a) Chuẩn bị vật liệu và linh kiện

- Chuẩn bị vật liệu: Đặt mua và kiểm tra chất lượng các vật liệu như thép không gỉ, thép cường lực, nhựa kỹ thuật Đảm bảo tất cả các vật liệu đều đáp ứng tiêu chuẩn kỹ thuật và yêu cầu về độ bền, độ chính xác

- Chuẩn bị linh kiện: Mua sắm các linh kiện điện tử như điện, cảm biến, động cơ, màng

PE, các nút điều khiển Kiểm tra và đảm bảo các linh kiện hoạt động tốt trước khi lắp ráp b) Quá trình gia công cơ khí

- Gia công chi tiết: Sử dụng máy cắt, máy tiện và máy hàn để gia công các chi tiết cơ khí từ thép không gỉ và thép cường lực Đảm bảo các chi tiết được gia công với độ chính xác cao, đúng theo bản vẽ thiết kế

- Gia công bàn xoay: Chế tạo bàn xoay từ thép không gỉ, đảm bảo kích thước và độ cứng vững theo thiết kế Lắp đặt hệ thống ghim định vị để giữ sản phẩm ổn định trong quá trình quấn màng

- Gia công trục giữ cuộn màng: Chế tạo trục giữ cuộn màng từ thép không gỉ, dễ dàng tháo lắp c) Quá trình lắp ráp hệ thống điện và điều khiển

- Lắp đặt hệ thống điện và cảm biến: Lắp đặt hệ thống điện tại các vị trí đã thiết kế

- Lắp đặt động cơ: Lắp đặt động cơ để điều khiển bàn xoay Động cơ đảm bảo hoạt động ổn định

- Lắp đặt hệ thống điều khiển: Lắp đặt các nút điều khiển, nút dừng khẩn cấp (E-Stop) tại vị trí dễ quan sát và sử dụng d) Quá trình lắp ráp hoàn chỉnh

- Lắp ráp các bộ phận cơ khí: Lắp ráp các chi tiết cơ khí đã gia công, bao gồm khung máy, bàn xoay, trục giữ cuộn màng Đảm bảo các bộ phận được lắp ráp chắc chắn, đúng vị trí và hoạt động trơn tru

- Kiểm tra và điều chỉnh: Sau khi lắp ráp hoàn chỉnh, tiến hành kiểm tra toàn bộ hệ thống để đảm bảo hoạt động ổn định e) Chạy thử nghiệm

- Chạy thử nghiệm: Tiến hành chạy thử nghiệm máy với các loại rơm và màng PE khác nhau để kiểm tra khả năng thích ứng và hiệu suất của máy Quan sát và ghi nhận các thông số hoạt động để đảm bảo máy đạt yêu cầu kỹ thuật

- Điều chỉnh và hoàn thiện: Dựa trên kết quả chạy thử, điều chỉnh các thông số và khắc phục các vấn đề nếu có Đảm bảo máy hoạt động ổn định và đáp ứng yêu cầu về chất lượng sản phẩm sau khi đóng gói f) Hướng dẫn vận hành và bảo dưỡng

- Hướng dẫn vận hành: Soạn thảo tài liệu hướng dẫn vận hành chi tiết, bao gồm cách thức sử dụng các nút điều khiển, các bước vận hành máy, và các biện pháp an toàn lao động

- Hướng dẫn bảo dưỡng: Soạn thảo tài liệu hướng dẫn bảo dưỡng định kỳ, bao gồm các bước kiểm tra và bảo dưỡng hệ thống bôi trơn, hệ thống truyền động, và các linh kiện điện tử Đảm bảo người vận hành có thể thực hiện bảo dưỡng đơn giản hàng ngày để duy trì hiệu suất và tuổi thọ của máy

TIẾN TRÌNH GIA CÔNG BỀ MẶT CỦA CHI TIẾT THANH TRƯỢT

M ỤC ĐÍCH

- Chọn phương pháp gia công các bề mặt phôi

- Chọn chuẩn công nghệ và sơ đồ gá đặt

- Chọn trình tự gia công các bề mặt chi tiết.

C HỌN CÁC PHƯƠNG PHÁP GIA CÔNG CÁC BỀ MẶT PHÔI

- Sử dụng các thiết bị như: Máy phay, tiện…

C HỌN CHUẨN TINH

- Ta chọn chuẩn tinh là hai lỗ tâm côn ở 2 đầu trục

C HỌN CHUẨN THÔ

- Chuẩn thô thường được dùng ở nguyên công đầu tiên của quá trình gia công cơ chọn chuẩn thô có ý nghĩa quyết định đối với quá trình công nghệ

- Phân phối đủ lượng dư cho quá trình gia công, đảm bảo độ chính xác về vị trí tương quan giữa các bề mặt sắp gia công và bề mặt không bị gia công

- Nếu chi tiết gia công có một bề mặt không gia công thì chọn bề mặt đó làm chuẩn thô vì như vậy sẽ làm cho sự thay đổi vị trí tương quan giữa bề mặt gia công và bề mặt không gia công là nhỏ nhất

- Trong các bề mặt phải gia công chọn bề mặt nào có lượng dư nhỏ nhất làm chuẩn thô

- Cố gắng chọn bề mặt làm chuẩn thô tương đối bằng phẳng không có mép rèn rập hoặc quá gồ ghề

- Chuẩn thô nên dùng một lần trong cả quá trình gia công

Q UY TRÌNH CÔNG NGHỆ

Quy Trình Công Nghệ NC1: Khoả mặt đầu và khoan chống tâm

NC2: Tiện thô và tinh nửa trục bên phải

GVHD: Th.S Nguyễn Thái Dương 25 NC3: Tiện thô và tinh nửa trục bên trái

T ÍNH LƯỢNG DƯ GIA CÔNG

- Sử dụng vật liệu Thép C45 kết hợp phần mềm thiết kế 3D Solidwork ta dễ dàng tìm ra khối lượng thực tế của chi tiết:

Hình 2.1 Áp dụng phần mềm Solidwork tính khối lượng chi tiết

Bảng 2.1 Kết quả tính khối lượng chi tiết

Khối lượng chi tiết 1,233 (Kg)

- Ta tớnh lượng dư cho một bề mặt ỉ20+0,005

- Các bước công nghệ: tiên thô, tiện tinh, mài thô, mài tinh Tiện và mài đều được chống tâm hai đầu

- Lập bảng ghi kích thước các bước nguyên công: tiện thô, tiện tinh, mài thô, mài tinh Do chống tâm 2 đầu nên sai số gá đặt 𝜀 𝑏 = 0

- Tính sai lệch không gian 𝜌 𝑝ℎô𝑖 của phôi:

𝜌 𝑐𝑣 : độ cong vênh của phôi

𝜌 𝑐𝑣 = Δ 𝑐 𝐿 = 1 500 = 500 (𝜇𝑚) Δ 𝑐 là độ cong đơn vị Δ 𝑐 = 1𝜇𝑚/𝑚𝑚

L: là chiều dài từ mặt đầu của phôi tới tâm đoạn cần gia công

𝜌 𝑙𝑡 : sai lệch do lấy tâm làm chuẩn Khi dùng cơ cấu kẹp tự định tâm khi khoan lỗ thì 𝜌 = 0.25 mm

- Tính sai lệch còn lại sau các nguyên công:

- Tính lượng dư nhỏ nhất: 2𝑍𝑖𝑚𝑖𝑛 = 2( 𝑅 𝑧𝑖−1 + 𝑇 𝑖−1 + 𝜌 𝑖−1 + 𝑖 ) (5.2)

Tra bảng 3.2 sách Hướng Dẫn Thiết Kế Đồ Án Công Nghệ Chế Tạo Máy trang 70 ta được: Phôi Rz %0 μm Ta = 350 μm

Tra bảng 3.4 sách Hướng Dẫn Thiết Kế Đồ Án Công Nghệ Chế Tạo Máy trang 71 ta được:

- Tính kích thước tính toán (cột số 7) bằng cách ghi kích thước nhỏ nhất của chi tiết vào hàng cuối cùng, còn các kích thước khác thì lấy kích thước trước đó cộng với lượng dư tính toán nhỏ nhất như vậy ta có

GVHD: Th.S Nguyễn Thái Dương 28 Tiện tinh : d2 = 20 + 0,151 = 20,151 mm

Dung sai phôi (cấp chính xác 16): 𝛿 𝑝 = 1300 𝜇𝑚= 1,3 mm

Dung sai tiện thô (cấp chính xác 12) = 130 𝜇𝑚 = 0,13 mm

Dung sai tiện tinh (cấp chính xác 7) = 21 𝜇𝑚 = 0,021 mm

Dung sai mài (cấp chính xác 5) = 9 𝜇𝑚 = 0,009 mm

- Tính kích thước giới hạn nhỏ nhất bằng cách làm tròn số kích thước tính toán và lấy hai chứ số sau dấu phẩy (cột số 10)

- Tính kích thước giới hạn lớn nhất (cột số 9) bằng cách cộng kích thước giới hạn nhỏ nhất với dung sai nguyên công Như vậy ta có:

- Xác định lượng dư giới hạn:

2Zbmax là hiệu các kích thước lớn nhất của 2 nguyên công kề nhau

2Zbmin là hiệu các kích thước nhỏ nhất của 2 nguyên công kề nhau

+ Xác định lượng dư gia công:

Thay số liệu vào công thức trên ta được: 3991 - 2700 = 1300 - 9 = 1291

Như vậy kết quả tính toán đúng

T ÍNH TOÁN CHẾ ĐỘ CẮT VÀ CHỌN DAO

- Tớnh toỏn chế độ nguyờn cụng ỉ20 +0,05 :

- Cú D=ỉ20 +0,05 , LP0mm, Df phụi = ỉ24 +0,05 , gúc nghiờng chớnh φ 0 = 90, gúc nghiờng phụ φ 0 = 0, tiết diện cán dao q@x46= B x H, quá trình cắt không tưới nước, tuổi trung bình của dao T= 45p

Các yếu tố tạo thành lượng dư (àm)

Giá trị tính toán Dun g sai

Kích thước giới hạn (mm)

Lượng dư giới hạn (àm)

GVHD: Th.S Nguyễn Thái Dương 30 a) Chọn chiều sâu cắt: h = 𝐷𝑓−𝐷

2 = 2 chọn một lần cắt đạt kích thước, vậy t=2mm b) Bước tiến:

+ Tính theo sức bền cán dao:

Bảng 5-63 [2] ta chọn tốc độ cắt Vb b(m/ph), Ϭu KG/mm 2

+ Tính theo sức bền cơ cấu chạy dao:

(15 -1 [4]) K φpx= 1, Kɣ px= 1, Kλpx = 1, Kpx=2

0.5 = 0,8 mm/vòng (5.5) c) Vận tốc cắt:

- Số vòng quay trong 1 phút: nt= 1000𝑉

- Máy tiện T620: nmin,5, nmax = 2000, số cấp độ m$ φ m-1 = φ 23 = 𝑛 𝑚𝑎𝑥

Theo bảng 4.7 [3] ứng với φ 23 = 14,24 gần 160 nhất, gióng lên ta được φ=1,12

12,5 = 179,5, theo bảng 4.7 ứng φ= 1,12 ta thấy giá trị φ x = 64 gần bằng 179,52

Vận tốc cắt thực tế: V= 𝜋𝐷𝑛 𝑚

- Lực tiếp tuyến: Pz= Cpz 𝑡 Xpz S2 ypz V nz K (5.10)

- Lực hướng kính: Py= Cpy t xpy S ypy V ny Kypy (5.11)

Theo bảng (11-1) Cpy= 243, Xpy=0,9, Ypy = 0,6, ny=- 0,3

- Lực tiếp tuyến: Px= Cpx t xpx S ypx V ny Kpx (5.12)

= 339 2 1 0,2 0,5 50,24 -0,4 2 = 126 KG e) Công suất tiêu thụ khi cắt:

- Phay mặt và khoan tâm

Ta chọn máy gia công là máy phay và khoan tâm có kí hiệu MP-71M, có các thông số: Đường kính gia công: 25-125(mm)

GVHD: Th.S Nguyễn Thái Dương 32 Chiều dài chi tiết gia công: 200-500(mm)

Giới hạn chạy dao của dao phay: 20-400(mm/ph)

Số cấp tốc độ của dao phay: 6

Giới hạn số vòng quay của dao phay: 125-712(vòng/phút)

Số cấp tốc độ của dao khoan: 6

Giới hạn số vòng quay của dao khoan: 20-300(mm/ph)

Công suất động cơ phay-khoan: 7.5-2.2(KW)

Kích thước cần đạt được 500mm

Ta chọn dao phay mặt đầu bằng hợp kim T15K6 có các thông số sau:

D (mm), Z=5 (lưỡi cắt), (Tra theo bảng 4 - 94 [1])

Khi gia công mặt đầu ta chọn chiều sâu cắt t=2mm

(Theo bảng 5-125 Trang 113 [2]), ta chọn bước tiến dao Sz=0.13(mm/v)

Lượng chạy dao vòng S0=0,13.5=0.65(mm/vòng)

Bảng 5-126 Trang 114 [2], ta chọn tốc độ cắt Vb 00(m/ph)

Các hệ số hiệu chỉnh:

- Hệ số phụ thuộc vào độ cứng của chi tiết gia công k1=0.9 (theo bảng 5.3 [2])

- Hệ số phụ thuộc vào trạng thái bề mặt k2=0.8 (theo bảng 5.5, [2])

- Hệ số phụ thuộc vào tuổi bền của dao k3=1 (theo bảng 5.7, [2])

- Như vậy tốc độ tính toán là Vt=Vb.k1.k2.k3=0.9x0.8x1x300 !6(m/phút)

Số vòng quay của trục chính theo tính toán là:

Theo máy ta chọn được nm0(v/ph)

- Như vậy tốc độ cắt thực tế là: (5.16)

Lượng chạy dao Sp=0,65.2000(mm/vòng)

Theo máy ta chọn Sp0(mm/vòng)

L = 24 mm: chiều dài bề mặt gia công

L2 chiều dài thanh dao L2 = (2 - 5) mm chọn L2 = 4 mm

Chọn mũi khoan là mũi khoan tâm đuôi trụ làm bằng vật liệu T15K6, có các kích thước như sau: d=4mm; L2mm; lmm (Bảng 4-40 Trang 319 [1])

Chọn chiều sâu cắt t=2,5mm

Bảng 5-86 [2], ta chọn bước tiến dao S=0,09(mm/v)

GVHD: Th.S Nguyễn Thái Dương 34 Bảng 5-126 [2], ta chọn tốc độ cắt Vb 2(m/ph)

-Hệ số phụ thuộc vào độ cứng của chi tiết gia công k1=0.9 (theo bảng 5.3 [2])

-Hệ số phụ thuộc vào trạng thái bề mặt k2=0.8 (theo bảng 5.5 [2])

-Hệ số phụ thuộc vào tuổi bền của dao k3=1 (theo bảng 5.7 [2])

-Như vậy tốc độ tính toán là Vt =V b k1.k2.k3=0.9x0.8x1x32 #.04 (m/phút)

Số vòng quay của trục chính theo tính toán là: nt = 1000.23,04

Theo máy ta chọn được nm00(v/ph) Như vậy tốc độ cắt thực tế là:

- Tiện thô và tinh nửa trục bên phải

GVHD: Th.S Nguyễn Thái Dương 35 Các thông số của máy tiện T620: Đường kính gia công lớn nhất: Dmax@0mm

Khoảng cách giữa hai mũi tâm: 1400mm

Số cấp tốc độ trục chính: 23

Giới hạn vòng quay trục chính: 25÷ 2000

Công suất động cơ: 10kw

Bước 1:Gia cụng thụ phần trục cú đường kớnh ỉ20 Đường kính cần đạt được là ∅20 +0.4 +0.5

+ Chọn dao tiện ngoài thân thẳng, vật liệu T15K6

Khi gia công thô ∅20 +0.4 +0.5 ta chọn chiều sâu cắt t= 2mm

Bảng 5-60, ta chọn bước tiến dao s=0,35; Bảng 5-63 [2] ta chọn tốc độ cắt Vb b(m/ph) Các hệ số hiệu chỉnh:

-Hệ số phụ thuộc vào độ cứng của chi tiết gia công k1=0,9 (theo bảng 5.3 [2])

-Hệ số phụ thuộc vào trạng thái bề mặt k2=0,8 (theo bảng 5.5 [2])

Như vậy tốc độ tính toán là Vt=Vb.k1.k2.k3=0,9x0,8x1x62 D,64(m/phút)

Theo máy ta chọn được nmu0(v/ph)

Như vậy tốc độ cắt thực tế là:

Theo máy ta chọn Sm = 0,36mm

Bước 2:Gia cụng tinh phần trục cú đường kớnh ỉ20

GVHD: Th.S Nguyễn Thái Dương 36 Đường kớnh cần đạt được là ỉ20 +0,15 +0,17

Chọn dao tiện ngoài thân thẳng, vật liệu T15K6

Theo bảng 4-6 [1], ta chọn kích thước của dao như sau: h; b; L0; l; n=4; r=0,5

Khi gia cụng thụ ỉ20 ta chọn chiều sõu cắt t=0,5mm

Bảng 5-60, ta chọn bước tiến dao s=0,11 mm/vòng;

Bảng 5-63 ta chọn tốc độ cắt Vb 0(m/ph)

Như vậy tốc độ tính toán là Vt=Vb.k1.k2.k3=0,9x0,8x1x100 r(m/phút)

Theo máy ta chọn Sm=0,12mm

- Tiện thô và tinh nửa trục bên trái

Các thông số của máy tiện T620: Đường kính gia công lớn nhất: Dmax@0mm

Bước 1:Gia cụng thụ phần trục cú đường kớnh ỉ20 Đường kính cần đạt được là ∅20 +0.4 +0.5

Bảng 5-60, ta chọn bước tiến dao s=0,35; Bảng 5-63 [2] ta chọn tốc độ cắt Vb b(m/ph) Các hệ số hiệu chỉnh:

Theo máy ta chọn được nmu0(v/ph)

GVHD: Th.S Nguyễn Thái Dương 38 Bước 2:Gia cụng tinh phần trục cú đường kớnh ỉ20 Đường kớnh cần đạt được là ỉ20 +0,15 +0,17

Khi gia cụng thụ ỉ20 ta chọn chiều sõu cắt t=0,5mm

Bảng 5-60, ta chọn bước tiến dao s=0,11 mm/vòng;

Bảng 5-63 ta chọn tốc độ cắt Vb 0(m/ph)

Như vậy tốc độ tính toán là Vt=Vb.k1.k2.k3=0,9x0,8x1x100 r(m/phút)

- Từ phôi thanh thép ban đầu để tăng độ cứng Tính chịu mài mòn và để phù hợp với điều kiện làm việc của chi tiết dạng trục ta tiến hành nhiệt luyện chi tiết

Quy trình nhiệt luyện: Tôi đẳng nhiệt => ram nhẹ chi tiết

- Thành phần ban đầu của thép C45:

+ Bước 1: Kiểm tra sơ bộ chi tiết trước khi tôi: bề mặt chi tiết phải nhẵn, sáng, không có vết nứt Làm sạch bề mặt chi tiết, tránh tạp chất bề mặt

+ Bước 2: Xếp chi tiết vào gá, dùng palang đưa toàn bộ gá vào lò nung

+ Bước 3: Đóng cửa lò, bật lò, nâng nhiệt nhanh

+ Bước 4: Xác định nhiệt độ nung: Tnung = Ac3 + (30 ÷ 50) 0 C (5.34)

Khi nhiệt độ lò đạt 936 o C thì bắt đầu tính thời gian giữ nhiệt, duy trì nhiệt độ lò 936±5 o C

+ Bước 5: Tính thời gian nung:

Với tiết diện của chi tiết và thể tích của chi tiết lần lượt là:

S = 216 ( Cm 2 ) và V = 0,078 (Dm 3 ) và sử dụng thiết bị nung chi tiết phù hợp đạt được tốc độ nung chi tiết 325°C/h ta xác định được thời gian nung chi tiết: Tn = 936

Thời gian giữ nhiệt: Tgn = ( 1

+ Bước 6: Khi đủ thời gian giữ nhiệt (khoảng 3,2 giờ), lấy nhanh chi tiết ra khỏi lò, đưa vào bể làm nguội vời vòi phun nước mãnh liệt trong khoảng 5 (s) Sau đó làm nguội chậm trong môi trường không khí

+ Bước 7: Sau khi tôi, ta ram chi tiết ở nhiệt độ 250 o C Thời gian ram 0,7 tiếng để ổn định tổ chức tế vi chi tiết Chọn thời gian giữ nhiệt là 0,4 (h), thời gian gia tăng nhiệt đến 250 o C là 0,7 (h) Sau đó làm nguội ngoài không khí

Ta chọn máy gia công là máy mài tròn ngoài kí hiệu 3A110, có các thông số:

GVHD: Th.S Nguyễn Thái Dương 40 Đường kính gia công lớn nhất: 140(mm)

Chiều dài gia công lớn nhất: 180(mm)

Côn móc ụ trước: No3 Đường kính đá mài: 250 (mm)

Tốc độ của bàn máy: 0.03-4 (mm/phút)

Dịch chuyển ngang lớn nhất của ụ mài: 125

Chạy dao ngang sau hành trình kép của

Số cấp tốc độ của đầu mài: Vô cấp

Giới hạn số vòng quay: 78-780(vòng/phút)

Góc quay của bàn máy: ±100

Công suất động cơ: 1.5(KW)

Kớch thước cần đạt được ỉ20 +0,009 (mm) Độ bóng cần đạt được Rz

Ta chọn đá mài là đá mài enbô có kí hiệu là 1A1-1, có các kích thước như sau:

Chất kết dính K; Độ hạt IT20-ITM5; Độ cứng CM2-CT2

GVHD: Th.S Nguyễn Thái Dương 41 Khi gia công mài ta chọn chiều sâu cắt t=0,009mm

Tốc độ quay chi tiết ta chọn V= 30 m/ph

Tốc độ đá ta chọn n5 m/s

Ta chọn lượng chạy dao ngang Sct=7 (mm/v)

Theo máy ta chọn được Sm= (0,2-0,4).H =0,3.50(mm/phút) (5.36)

TIẾN TRÌNH GIA CÔNG BỀ MẶT CỦA CHI TIẾT TRỤC XOAY 41 6.1 M ỤC ĐÍCH

C HỌN CÁC PHƯƠNG PHÁP GIA CÔNG CÁC BỀ MẶT PHÔI

- Sử dụng các thiết bị như: Máy phay, tiện…

C HỌN CHUẨN TINH

- Ta chọn chuẩn tinh là hai lỗ tâm côn ở 2 đầu trục

C HỌN CHUẨN THÔ

- Chuẩn thô thường được dùng ở nguyên công đầu tiên của quá trình gia công cơ chọn chuẩn thô có ý nghĩa quyết định đối với quá trình công nghệ

- Phân phối đủ lượng dư cho quá trình gia công, đảm bảo độ chính xác về vị trí tương quan giữa các bề mặt sắp gia công và bề mặt không bị gia công

- Nếu chi tiết gia công có một bề mặt không gia công thì chọn bề mặt đó làm chuẩn thô vì như vậy sẽ làm cho sự thay đổi vị trí tương quan giữa bề mặt gia công và bề mặt không gia công là nhỏ nhất

- Trong các bề mặt phải gia công chọn bề mặt nào có lượng dư nhỏ nhất làm chuẩn thô

- Cố gắng chọn bề mặt làm chuẩn thô tương đối bằng phẳng không có mép rèn rập hoặc quá gồ ghề

- Chuẩn thô nên dùng một lần trong cả quá trình gia công.

Q UY TRÌNH CÔNG NGHỆ

Quy Trình Công Nghệ NC1: Khoả mặt đầu và khoan chống tâm

NC2: Tiện thô bề mặt trụ ngoài ∅24 và vát mép đầu trục

GVHD: Th.S Nguyễn Thái Dương 43 NC3: Tiện thô và tiện tinh bề mặt trụ ngoài ∅20 và ∅17 và vát mép đầu trục

GVHD: Th.S Nguyễn Thái Dương 44 NC7: Kiểm tra

T ÍNH LƯỢNG DƯ GIA CÔNG

- Sử dụng vật liệu Thép C45 kết hợp phần mềm thiết kế 3D Solidwork ta dễ dàng tìm ra khối lượng thực tế của chi tiết:

Hình 2.2 Áp dụng phần mềm Solidwork tính khối lượng chi tiết

Bảng 2.2 Kết quả tính khối lượng chi tiết

Khối lượng chi tiết 0,49 (Kg)

- Ta tớnh lượng dư cho một bề mặt ỉ20+0,005

- Các bước công nghệ: tiên thô, tiện tinh, mài thô, mài tinh Tiện và mài đều được chống tâm hai đầu

- Lập bảng ghi kích thước các bước nguyên công: tiện thô, tiện tinh, mài thô, mài tinh Do chống tâm 2 đầu nên sai số gá đặt 𝜀 𝑏 = 0

- Tính sai lệch không gian 𝜌 𝑝ℎô𝑖 của phôi:

𝜌 𝑐𝑣 : độ cong vênh của phôi

𝜌 𝑐𝑣 = Δ 𝑐 𝐿 = 1 118 = 118 (𝜇𝑚) (6.2) Δ 𝑐 là độ cong đơn vị Δ 𝑐 = 1𝜇𝑚/𝑚𝑚

L: là chiều dài từ mặt đầu của phôi tới tâm đoạn cần gia công

𝜌 𝑙𝑡 : sai lệch do lấy tâm làm chuẩn:

Khi dùng cơ cấu kẹp tự định tâm khi khoan lỗ thì 𝜌 = 0.25 mm

- Tính sai lệch còn lại sau các nguyên công:

- Tính lượng dư nhỏ nhất:

Tra bảng 3.2 trang 70 [3] ta được: Phôi Rz = 250 μm Ta = 350 μm

Tra bảng 3.4 trang 71 [3] ta được:

- Tính kích thước tính toán (cột số 7) bằng cách ghi kích thước nhỏ nhất của chi tiết vào hàng cuối cùng, còn các kích thước khác thì lấy kích thước trước đó cộng với lượng dư tính toán nhỏ nhất như vậy ta có

GVHD: Th.S Nguyễn Thái Dương 47 Tiện thô: d1 = 20,145 + 0,227 = 20,372 mm

Dung sai phôi (cấp chính xác 16): 𝛿 𝑝 = 1300 𝜇𝑚= 1,3 mm

Dung sai tiện thô (cấp chính xác 12) = 130 𝜇𝑚 = 0,13 mm

Dung sai tiện tinh (cấp chính xác 7) = 21 𝜇𝑚 = 0,021 mm

Dung sai mài (cấp chính xác 5) = 9 𝜇𝑚 = 0,009 mm

- Tính kích thước giới hạn nhỏ nhất bằng cách làm tròn số kích thước tính toán và lấy hai chứ số sau dấu phẩy (cột số 10)

- Tính kích thước giới hạn lớn nhất (cột số 9) bằng cách cộng kích thước giới hạn nhỏ nhất với dung sai nguyên công Như vậy ta có:

- Xác định lượng dư giới hạn:

2Zbmax là hiệu các kích thước lớn nhất của 2 nguyên công kề nhau

2Zbmin là hiệu các kích thước nhỏ nhất của 2 nguyên công kề nhau

- Xác định lượng dư gia công:

Thay số liệu vào công thức trên ta được: 3391 - 2100 = 1300 - 9 = 1291

Như vậy kết quả tính toán đúng

Các yếu tố tạo thành lượng dư (àm)

Giá trị tính toán Dung sai T (àm)

Kích thước giới hạn (mm)

Lượng dư giới hạn (àm)

T ÍNH TOÁN CHẾ ĐỘ CẮT VÀ CHỌN DAO

Tớnh toỏn chế độ nguyờn cụng ỉ24 +0,05 :

Cú D= ỉ24 +0,05 , L= 205mm, Df phụi = ỉ28 +0,05 , gúc nghiờng chớnh φ 0 = 90, gúc nghiờng phụ φ 0 = 0, tiết diện cán dao q@x46= B x H, quá trình cắt không tưới nước, tuổi trung bình của dao T= 45p

2 = 2 chọn một lần cắt đạt kích thước, vậy t= 2mm a) Bước tiến:

+ Tính theo sức bền cán dao:

Bảng 5-63 [2] ta chọn tốc độ cắt Vb b(m/ph), Ϭu KG/mm 2

+ Tính theo sức bền cơ cấu chạy dao:

(15 -1 [4]) K φpx= 1 , Kɣ px= 1, Kλpx = 1, Kpx=2

0.5 = 0,8 mm/vòng (6.7) b) Vận tốc cắt:

Số vòng quay trong 1 phút: nt= 1000𝑉

Máy tiện T620: nmin,5 , nmax = 2000, số cấp độ m$ φ m-1 = φ 23 = 𝑛 𝑚𝑎𝑥

Theo bảng 4.7 [3] ứng với φ 23 = 14,24 gần 160 nhất, gióng lên ta được φ=1,12 mặt khác φ x = 𝑛 𝑡

12,5 = 179,5, theo bảng 4.7 [3] ứng φ= 1,12 ta thấy giá trị φ x 64 gần bằng 179,52

Vận tốc cắt thực tế: V= 𝜋𝐷𝑛 𝑚

- Lực tiếp tuyến: Pz= Cpz 𝑡 Xpz S2 ypz V nz K (6.12)

- Lực hướng kính: Py= Cpy t xpy S ypy V ny Kypy (6.13)

Theo bảng (11-1 [4]) Cpy= 243, Xpy=0,9 , Ypy = 0,6 , ny=- 0,3

Lực tiếp tuyến: Px= Cpx t xpx S ypx V ny Kpx (6.14)

= 339 2 1 0,2 0,5 50,24 -0,4 2 = 126 KG d) Công suất tiêu thụ khi cắt:

- Khoả mặt đầu và khoan lỗ tâm

Ta chọn máy gia công là máy phay và khoan tâm có kí hiệu MP-71M, có các thông số: Đường kính gia công: 25-125(mm)

Chiều dài chi tiết gia công: 100-205(mm)

Giới hạn chạy dao của dao phay: 20-400(mm/ph)

Số cấp tốc độ của dao khoan: 6

Giới hạn số vòng quay của dao khoan: 20-300(mm/ph)

Công suất động cơ phay-khoan: 7.5-2.2(KW)

Ta chọn dao phay mặt đầu bằng hợp kim T15K6 có các thông số sau:

D(mm), Z=5(ren), (Tra theo bảng 4 - 94 trang 376 [1])

Khi gia công mặt đầu ta chọn chiều sâu cắt t=2mm

(Theo bảng 5-125 Trang 113 [2]), ta chọn bước tiến dao Sz=0.13(mm/v)

Lượng chạy dao vòng S0=0,13.5=0.65(mm/vòng) (6.16)

Như vậy tốc độ tính toán là Vt=Vb.k1.k2.k3=0.9x0.8x1x300 !6(m/phút)

Lượng chạy dao Sp=0,65.2000 (mm/vòng) (6.19)

Theo máy ta chọn Sp0 (mm/vòng)

Chọn mũi khoan là mũi khoan tâm đuôi trụ làm bằng vật liệu T15K6, có các kích thước như sau: d=4mm; L2mm; lmm (Bảng 4-40 Trang 319 [1])

GVHD: Th.S Nguyễn Thái Dương 53 Chọn chiều sâu cắt t=2.5mm

Bảng 5-86 [2], ta chọn bước tiến dao S=0.09(mm/v)

Bảng 5-126 [2], ta chọn tốc độ cắt Vb 2(m/ph)

-Hệ số phụ thuộc vào độ cứng của chi tiết gia công k1=0.9 (theo bảng 5.3 [2])

-Hệ số phụ thuộc vào trạng thái bề mặt k2=0.8 (theo bảng 5.5 [2])

Như vậy tốc độ tính toán là Vt =V b k1.k2.k3=0.9x0.8x1x32 #.04(m/phút)

Số vòng quay của trục chính theo tính toán là: nt = 1000.23,04

Theo máy ta chọn được nm00(v/ph) Như vậy tốc độ cắt thực tế là:

- Tiện thụ bề mặt trụ ngoài ỉ24

- Gia cụng thụ phần trục cú đường kớnh ỉ24 Đường kính cần đạt được là ∅24 +0.4 +0.5

Bảng 5-60 [2], ta chọn bước tiến dao s=0,35; Bảng 5-63 [2] ta chọn tốc độ cắt Vb b(m/ph)

-Hệ số phụ thuộc vào tuổi bền của dao k3=1 (theo bảng 5.7 [2] )

Như vậy tốc độ tính toán là Vt=V b k1.k2.k3=0,9x0,8x1x62 D,64(m/phút) Số vòng quay của trục chính theo tính toán là:

Theo máy ta chọn được nmX0(v/ph)

- Tiện thụ và tiện tinh bề mặt trụ ngoài ỉ20 và ỉ17

Bước 1: Gia cụng thụ phần trục cú đường kớnh ỉ20 và ỉ17 Đường kính cần đạt được là ∅20 +0.001 +0.012 và ∅17 +0.001 +0.012

Khi gia công thô ∅20 +0.001 +0.012 và ∅17 +0.001 +0.012 ta chọn chiều sâu cắt t= 2mm

Bảng 5-60 [2], ta chọn bước tiến dao s=0,35; Bảng 5-63 [2] ta chọn tốc độ cắt Vb b(m/ph)

GVHD: Th.S Nguyễn Thái Dương 56 Theo máy ta chọn được nm0(v/ph)

Bước 2: Gia cụng tinh phần trục cú đường kớnh ỉ20 và ỉ17 Đường kớnh cần đạt được là ỉ20 +0,001 +0,012 và ỉ17 +0,001 +0,012

Khi gia cụng tinh ỉ20 và ỉ17 ta chọn chiều sõu cắt t=0,5mm

Bảng 5-60 [2], ta chọn bước tiến dao s=0,11 mm/vòng; Bảng 5-63[2] ta chọn tốc độ cắt

Như vậy tốc độ tính toán là Vt=Vb.k1.k2.k3=0,9x0,8x1x100 r(m/phút) (6.36)

Theo máy ta chọn số vòng quay trục chính là 1400 vg/ph

Ta chọn máy gia công là máy phay có kí hiệu 6H12, có các thông số: Đường kính gia công: 4(mm)

Chiều dài chi tiết gia công: 100-205(mm)

Giới hạn chạy dao của dao phay: 23.5-1180(mm/ph)

Công suất động cơ phay: 7-1.7(KW)

Ta chọn dao phay ngón bằng hợp kim BK8 có các thông số sau:

D = 4 (mm), Z = 3 (lưỡi cắt), (Tra theo bảng 4 - 71 trang 360 [1])

Khi gia công rãnh then ta chọn chiều sâu cắt t=2,5mm

(Theo bảng 5-125 Trang 113 [2]), ta chọn bước tiến dao Sz=0.26 (mm/v)

Lượng chạy dao vòng S0=0,26.3=0,78(mm/vòng)

Như vậy tốc độ tính toán là Vt=Vb.k1.k2.k3=0.9x0.8x1x300 !6(m/phút)

Lượng chạy dao Sp=0,78.2006 (mm/vòng) (6.43)

Theo máy ta chọn Sp0 (mm/vòng)

GVHD: Th.S Nguyễn Thái Dương 59 Trong đó:

- Từ phôi thanh thép ban đầu để tăng độ cứng Tính chịu mài mòn và để phù hợp với điều kiện làm việc của chi tiết dạng trục ta tiến hành nhiệt luyện chi tiết

Quy trình nhiệt luyện: Tôi đẳng nhiệt => ram nhẹ chi tiết

- Thành phần ban đầu của thép C45:

+ Bước 1: Kiểm tra sơ bộ chi tiết trước khi tôi: bề mặt chi tiết phải nhẵn, sáng, không có vết nứt Làm sạch bề mặt chi tiết, tránh tạp chất bề mặt

+ Bước 2: Xếp chi tiết vào gá, dùng palang đưa toàn bộ gá vào lò nung

+ Bước 3: Đóng cửa lò, bật lò, nâng nhiệt nhanh

+ Bước 4: Xác định nhiệt độ nung: Tnung = Ac3 + (30 ÷ 50) 0 C (6.47)

Khi nhiệt độ lò đạt 936 o C thì bắt đầu tính thời gian giữ nhiệt, duy trì nhiệt độ lò 936±5 o C

+ Bước 5: Tính thời gian nung:

Với tiết diện của chi tiết và thể tích của chi tiết lần lượt là:

S = 216 ( Cm 2 ) và V = 0,078 (Dm 3 ) và sử dụng thiết bị nung chi tiết phù hợp đạt được tốc độ nung chi tiết 325°C/h

GVHD: Th.S Nguyễn Thái Dương 60 ta xác định được thời gian nung chi tiết: Tn = 936

Thời gian giữ nhiệt: Tgn = ( 1

+ Bước 6: Khi đủ thời gian giữ nhiệt (khoảng 3,2 giờ), lấy nhanh chi tiết ra khỏi lò, đưa vào bể làm nguội vời vòi phun nước mãnh liệt trong khoảng 5 (s) Sau đó làm nguội chậm trong môi trường không khí

+ Bước 7: Sau khi tôi, ta ram chi tiết ở nhiệt độ 250 o C Thời gian ram 0,7 tiếng để ổn định tổ chức tế vi chi tiết Chọn thời gian giữ nhiệt là 0,4 (h), thời gian gia tăng nhiệt đến 250 o C là 0,7 (h) Sau đó làm nguội ngoài không khí

Ta chọn máy gia công là máy mài tròn ngoài kí hiệu 3A110, có các thông số: Đường kính gia công lớn nhất: 140(mm)

Chiều dài gia công lớn nhất: 180(mm)

Côn móc ụ trước: No3 Đường kính đá mài: 250 (mm)

Tốc độ của bàn máy: 0.03-4 (mm/phút)

Dịch chuyển ngang lớn nhất của ụ mài: 125

Chạy dao ngang sau hành trình kép của

Số cấp tốc độ của đầu mài: Vô cấp

Giới hạn số vòng quay: 78-780(vòng/phút)

Góc quay của bàn máy: ±100

Công suất động cơ: 1.5(KW)

Kích thước cần đạt được ∅24 +0.4 +0.5 , ∅20 +0.001 +0.012 , ∅17 +0.001 +0.012 (mm) Độ bóng cần đạt được Rz

GVHD: Th.S Nguyễn Thái Dương 61 Chọn đá mài: (bảng 4-172 [1])

Ta chọn đá mài là đá mài enbô có kí hiệu là 1A1-1, có các kích thước như sau: D%0mm; HPmm; d= 50mm

Chất kết dính K; Độ hạt IT20-ITM5; Độ cứng CM2-CT2

Khi gia công mài ta chọn chiều sâu cắt t=0,009mm

Tốc độ quay chi tiết ta chọn V= 30 m/ph

Tốc độ đá ta chọn n5 m/s

Ta chọn lượng chạy dao ngang Sct=7 (mm/v)

Theo máy ta chọn được Sm= (0,2-0,4).H =0,3.50(mm/phút) (6.49)

TÍCH HỢP BỘ PHẬN ÉP RƠM VÀ ĐÓNG GÓI

K ẾT NỐI VÀ TƯƠNG TÁC GIỮA HAI BỘ PHẬN

a) Kết nối giữa hai bộ phận

- Kết nối của hai bộ phận của máy ép rơm tích hợp đóng bằng màng PE đối với ngành cơ khí chế tạo máy đóng vai trò quan trọng trong việc cải thiện quá trình sản xuất

- Trong ngành cơ khí chế tạo máy, việc kết nối chặt chẽ và hiệu quả giữa các bộ phận máy là yếu tố chính để đảm bảo hoạt động ổn định và hiệu suất cao của dây chuyền sản xuất Bằng cách tích hợp kỹ thuật kết nối chính xác giữa hai bộ phận của máy ép rơm, trong đó sử dụng màng PE để đóng gói sản phẩm, hai bộ phận của máy được kết nối với nhau qua khớp nối tháo lắp ngoài những lợi ích về tính thay thế và bảo trì hệ thống thì nó còn chức năng tháo gọn dễ dàng di chuyển

- Các lợi ích của việc tích hợp hai bộ phận máy:

+ Tiết kiệm nguyên liệu và tối ưu hóa quá trình sản xuất: Việc kết nối chặt chẽ giữa hai bộ phận giúp giảm thiểu lãng phí nguyên liệu và tối ưu quá trình đóng gói, từ đó tăng cường hiệu suất và giảm chi phí sản xuất

+ Bảo vệ môi trường: Sử dụng màng PE có thể tái chế và phân hủy dễ dàng, từ đó giảm thiểu tác động đến môi trường và thúc đẩy sự phát triển bền vững trong ngành cơ khí chế tạo máy

+ Giảm thời gian và nguồn nhân lực: Việc tích hợp giúp rút ngắn quá trình hoàn thành các khâu của sản phẩm và chỉ cần một người vận hành cho các khâu nên năng suất cao hơn các cách thông thường

+ Tiết kiệm không gian phân xưởng: Việc tích hợp hai bộ phận của hai công đoạn giúp tiết kiệm không gian phân xưởng cũng như dễ dàng vận chuyển và sử dụng trong quá trình làm việc b) Tương tác giữa hai bộ phận

- Bộ phận ép rơm và bộ phận gói rơm đều đóng vai trò quan trọng trong chu trình sản xuất nấm Sự tương tác giữa hai bộ phận này đóng vai trò quan trọng trong việc tạo ra môi trường phát triển lý tưởng cho các loại nấm phát triển

- Bộ phận tạo ra các lớp rơm có độ dày và độ ẩm đồng đều, tạo điều kiện tốt để nấm lan ra và phát triển mạnh khỏe Sau khi rơm đã được siết chặt, bộ phận gói rơm đảm bảo nhận vai trò đóng gói rơm thành các gói hoặc bao bì phù hợp để bảo quản và tạo điều kiện phát triển tốt nhất cho nấm Sự tương tác giữa hai bộ phận này đòi hỏi sự chính xác và hiệu quả để tạo ra môi trường lý tưởng cho việc phát triển, giúp tăng hiệu suất sản xuất và chất lượng của sản phẩm cuối cùng

- Dựa vào các điều kiện cần giữa hai bộ phận vì vậy máy được liên kết với nhau thông qua máng trượt đưa rơm từ buồng ép đến bộ phận cố định của hệ thống quay và bàn quay hoạt động cuốn màng PE bọc lấy rơm

K IỂM TRA VÀ ĐIỀU CHỈNH HOẠT ĐỘNG TỔNG THỂ

- Thực hiện kiểm tra và điều chỉnh hoạt động tổng thể của máy ép rơm và tích hợp đóng gói trong ngành cơ khí chế tạo máy là một quá trình rất quan trọng để đảm bảo máy móc hoạt động hiệu quả, an toàn và đáng tin cậy Giúp tăng hiệu suất sản xuất, giảm thiểu sự cố và sửa chữa đồng thời bảo vệ nguyên vật liệu và sản phẩm cuối cùng Dưới đây quá trình kiểm tra và điều chỉnh hoạt động tổng thể của máy ép rơm và tích hợp đóng gói trong ngành cơ khí chế tạo máy:

Máy được chia ra làm 3 phần chính là: phần cơ, khí nén và điện

+ Phần cơ: Kiểm tra máy hoạt động trơn tru có còn các vấn đề về hành trình, các khớp nối, hàn, liên kết đủ độ cứng vững đạt yêu cầu trong quá trình làm việc Dung sai ở một số vị trí nhất định

+ Phần khí nén: Các vấn đề thường gặp của khí cần kiểm tra là đảm bảo áp suất phù hợp với từng chức năng của piston, kiểm tra các mối liên kết của dây dẫn, các van nối đã đảm bảo cho quá trình làm việc

+ Phần điện: Điện đóng vai trò điều khiển của mạch đảm bảo các thiết bị sử dụng đúng dòng cho phép của nó và được mắc đúng theo sơ đồ đã được mô phỏng

- Kiểm tra từng bộ phận

+ Kiểm tra và điều chỉnh bộ phận ép rơm: Kiểm tra trạng thái hoạt động của các bộ phận ép, đẩy rơm và cửa thoát đã đúng vị trí hay chưa, hiệu chuẩn áp lực và thời gian ép theo yêu cầu sản xuất

+ Kiểm tra và điều chỉnh bộ phận đóng gói: Xác định tính chính xác của các bộ phận đóng gói như hệ thống màng PE, cân nặng, vv Điều chỉnh các thông số kỹ thuật để đảm bảo quá trình đóng gói diễn ra đúng cách

- Kiểm tra hoạt động tổng thể

+ Kiểm tra hoạt động tổng thể của máy ép rơm và tích hợp đóng gói

+ Chạy thử nghiệm với các loại rơm và túi đóng gói khác nhau để kiểm tra khả năng thích ứng

+ Kiểm tra hiệu suất sản xuất và chất lượng sản phẩm cuối cùng

- Bảo dưỡng và hướng dẫn vận hành

+ Bảo dưỡng và lập kế hoạch bảo dưỡng định kỳ cho máy ép rơm và tích hợp đóng gói

+ Chuẩn bị lịch trình bảo dưỡng dựa trên số lượng sản phẩm hoặc thời gian vận hành

HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN CỦA MÁY

G IỚI THIỆU VỀ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN

- Trong nền công nghiệp hiện đại, việc điều khiển khí nén bằng điện được sử dụng rộng rãi trong nhiều ứng dụng như máy móc tự động, hệ thống cơ khí và điều khiển tự động Trong máy ép rơm tích hợp đóng gói sử dụng hệ thống khí nén sử dụng điện để điều khiển.

H Ệ THỐNG KHÍ NÉN

a) Phân loại và chức năng của piston

- Trong hệ thống khí nén sử dụng 3 piston để vận hành toàn bộ hệ thống gồm có:

+ Piston ép: Đây là piston quan trọng và đóng vai trò chính cho hoạt động của máy với chức năng ép, nén rơm để đạt đến trạng thái gần với mục đích sử dụng nhất + Piston đẩy: Chức năng chính của piston này là đưa rơm ra khỏi buồng ép đưa đến bộ phận quấn màng

+ Piston cửa: Vì rơm được nén trong điều kiện kín nên cửa có chức năng giới hạn buồng ép cho rơm và piston cửa có chức năng mở ra để hệ thống đẩy được hoạt động b) Nguyên lý hoạt động

- Ở trạng thái ban đầu các vị trí của piston như sau: xi lanh ép ở vị trí đầu hành trình trên cùng của buồng ép cho phép nguyên liệu được đưa vào buồng ép, xi lanh đẩy ở vị trí đầu hành trình bộ phận đẩy được về tựa vào bộ phận chịu lực và xi lanh cửa ở cuối hành trình ở trạng thái đóng Sau khi người vận hành đưa nguyên liệu từ máng vào và nhấn công tất kích hoạt xi lanh ép tiến hành ép xuống kích hoạt cảm biến (S1) và ép trong khoảng 5-10 giây sau đó đi lên đồng thời xi lanh cửa cũng được kích hoạt, hai xi lanh khi lên đến hết hành trình chạm vào cảm biến (S2) kích hoạt hệ thống đẩy, sau khi chạm cảm biến (S3) van A1 được ngắt điện, sau đó nhấn nút khởi động lại để xilanh đẩy và xilanh cửa trở về vị trí ban đầucác xi lanh đi về vị trí ban đầu chuẩn bị cho quá trình mới c) Bảng chọn hệ thống piston và van điều khiển

- Piston ép: loại SC40x350s (đường kính 40mm, hành trình 350mm, có từ tính)

- Piston đẩy: loại SC32x250s (đường kính 32mm, hành trình 250mm, có từ tính)

- Piston cửa: loại MA16-200-SCA (đường kính 16mm, hành trình 200mm, có từ tính)

- Sử dụng 3 van khí nén loại 5/2, điện áp 220v d) Xác định yêu cầu khí nén cho công đoạn ép

Vì vậy dựa vào các thông số trên ta có thể chọn máy bơm có áp suất lớn hơn 600000 𝑁 𝑚⁄ 2

H Ệ THỐNG ĐIỆN ĐIỀU KHIỀN

a) Các linh kiện được sử dụng trong mạch điện

- Dòng điện để sử dụng các linh kiện là 220V và các linh kiện như sau:

GVHD: Th.S Nguyễn Thái Dương 65 + 1 nút start: kích hoạt mạch điện

+ 1 nút emergency: ngắt mạch khẩn cấp

+ 3 contactor(K1, 2, 3): chuyển đổi các trạng thái thường đóng thành thường mở và ngược lại

+ 1 aptomat: ngắt mạch lúc không hoạt động

+ 1 timer (T): đếm thời gian ép

+ 1 relay trung gian (K4): chuyển đổi trạng thái dùng làm mạch đảo

+ 4 cảm biến từ (S): chuyển thành thường đóng khi tiếp xúc

+ 3 Công tắt kích hoạt van khí (A): chuyển đổi vị trí van b) Nguyên lý hoạt động

- Các linh kiện như aptomat và nút emergency ở trạng thái hoạt động, nhấn nút start kích hoạt K1 các tiếp điểm chuyển đổi trạng thái kích hoạt A1 xi lanh ép hoạt động sau khi chạm S1 bộ thời gian bắt đầu đếm và kích hoạt K2 đồng thời kích hoạt A2, xi lanh cửa hoạt động chạm vào S2 kích hoạt A3, xi lanh đẩy đến vị trí S3 kích hoạt K3 ngắt mạch K1 dẫn đến A1 được ngắt điện, sau đó nhấn nút khởi động lại đưa xilanh cửa và xilanh đẩy về vị trí ban đầu, khi xi lanh cửa chạm vào S4 kích hoạt K4 ngắt K3 nên toàn bộ mạch điện được ngắt, chuẩn bị cho quá trình tiếp theo c) Hệ thống linh kiện

- Cảm biến từ: loại CS1-F, 5-220V AC/DC, thường mở

KIỂM TRA VÀ ĐÁNH GIÁ HIỆU SUẤT

P HƯƠNG PHÁP KIỂM TRA VÀ ĐÁNH GIÁ HIỆU SUẤT

- Để đánh giá chính xác nhất chúng ta cần tập trung vào các bước kiểm tra hiệu suất cụ thể và cách thức đánh giá độ chính xác, hiệu quả của quy trình này Dưới đây là một mô tả chi tiết về việc kiểm tra và đánh giá hiệu suất của máy ép rơm tích hợp đóng gói màng PE:

1 Kiểm tra hiệu suất của máy ép rơm:

+ Đo lường công suất: tốc độ cho ra một sản phẩm cho hai bộ phận khoảng một phút

+ Đánh giá tốc độ ép: cải thiện được đáng kể so với cách làm thủ công

+ Xác nhận độ chính xác của áp lực ép: Đảm bảo khí duy trì ở mức 7 𝑘𝑔/𝑐𝑚 2

2 Kiểm tra hiệu suất của máy đóng gói màng PE:

+ Đánh giá tốc độ đóng gói: tốc độ cho ra một sản phẩm cho hai bộ phận khoảng 1 phút

+ Xác định độ bền của đóng gói: Đảm bảo màng PE được đóng gói đúng cách và an toàn

3 Kiểm tra hiệu suất toàn bộ hệ thống:

+ Kiểm tra kết nối giữa máy ép rơm và máy đóng gói: Đảm bảo chúng hoạt động hài hòa và hiệu quả

+ Xác nhận thông số kỹ thuật: Đảm bảo hệ thống hoạt động đúng theo yêu cầu đã đặt ra

1 Xác định hiệu suất thực tế:

+ So sánh hiệu suất thực tế với yêu cầu được đặt ra ban đầu tương đối giống nhau nếu điều kiện được duy trì ổn định

+ Đánh giá sự linh hoạt và năng suất của hệ thống trong điều kiện sản xuất thực tế ra thuận lợi cho mọi phân xưởng

2 Kiểm tra độ ổn định:

+ Xác định sự ổn định của hệ thống trong quá trình hoạt động liên tục trong khoảng thời gian không quá một giờ

+ Đánh giá khả năng duy trì hiệu suất qua thời gian dài ổn định do xi lanh được cung cấp lực bằng khí

3 Thu thập dữ liệu và đánh giá tiến độ sản xuất:

+ Các yếu tố liên quan đến hiệu xuất là di chuyển ra vùng quấn màng, cách khắc phục sử dụng đường ray có nắp che để giảm tần suất can thiếp từ con người

GVHD: Th.S Nguyễn Thái Dương 68 + Yếu tố ảnh hưởng đến hiệu suất và đề xuất biện pháp khắc phục là khí dưới 2 𝑘𝑔/𝑚 2 máy sẽ hoạt động rất chậm và cách để cải thiện là duy trì máy bơm liên tục.

Đ ÁNH GIÁ KẾT QUẢ VÀ SO SÁNH VỚI CÁC CÁCH SẢN XUẤT HIỆN NAY

- Hiệu suất và năng suất:

+ Năng suất: Máy ép rơm tích hợp đóng gói có thể xử lý và đóng gói rơm nhanh chóng, tăng năng suất so với phương pháp thủ công

+ Hiệu suất: Với hệ thống điều khiển tự động và cài đặt sẵn các thông số kỹ thuật, máy hoạt động hiệu quả, giảm thiểu sai sót và tối ưu hóa quá trình sản xuất

+ Độ đồng đều: Các khối rơm được ép và đóng gói với kích thước và hình dạng đồng đều, đảm bảo chất lượng sản phẩm đồng nhất

+ Bảo quản: Quá trình quấn màng PE giúp bảo vệ rơm khỏi độ ẩm và tác động môi trường, kéo dài thời gian bảo quản và giữ nguyên chất lượng

+ Giảm nguy cơ tai nạn: Hệ thống tự động hóa giảm thiểu sự can thiệp của con người, hạn chế nguy cơ tai nạn lao động

+ Tiện lợi và thân thiện với người sử dụng: Các nút điều khiển được bố trí thuận tiện, giao diện người dùng thân thiện giúp người vận hành dễ dàng thao tác và kiểm soát quá trình

+ Chi phí nhân công: Giảm đáng kể số lượng nhân công cần thiết do quy trình tự động hóa, giảm chi phí nhân công

+ Chi phí bảo trì: Hệ thống được thiết kế với các linh kiện chất lượng cao và dễ bảo trì, giảm chi phí sửa chữa và bảo dưỡng b) So sánh với các cách sản xuất hiện nay

+ Năng suất thấp: Phương pháp thủ công có năng suất thấp, mất nhiều thời gian và công sức

GVHD: Th.S Nguyễn Thái Dương 69 + Chất lượng không đồng đều: Các khối rơm được ép và đóng gói bằng tay thường không đồng đều về kích thước và hình dạng

+ Chi phí cao: Mặc dù không cần đầu tư ban đầu lớn như máy móc, nhưng chi phí nhân công và thời gian dài hạn cao

- Phương pháp bán tự động:

+ Năng suất ổn định: Phương pháp bán tự động cải thiện năng suất so với thủ công, nhưng vẫn cần sự can thiệp của con người

+ Chất lượng tương đối đồng đều: Các khối rơm có chất lượng khá đồng đều, nhưng vẫn phụ thuộc nhiều vào kỹ năng của người vận hành

+ An toàn lao động: An toàn lao động được cải thiện nhưng vẫn cần sự giám sát và can thiệp của con người

+ Chi phí: Chi phí đầu tư ban đầu không quá cao, nhưng vẫn có chi phí nhân công và bảo trì thiết bị

Tiêu đề	Tính toán, Thiết kế và Chế tạo Máy Ép Rơm Tích Hợp Đóng Gói
Tác giả	Trần Quốc Huân, Huỳnh Gia Nin, Võ Văn Ảnh, Lưu Minh Hậu
Người hướng dẫn	ThS. Nguyễn Thái Dương
Trường học	Đại học Đà Nẵng
Chuyên ngành	CNKT Cơ khí
Thể loại	Đồ Án Tốt Nghiệp
Năm xuất bản	2024
Thành phố	Đà Nẵng

Định dạng
Số trang	73
Dung lượng	0,95 MB