đề tài về cửa tự động

http://www.ebook.edu.vn CH¦¥NG I GIíI THIÖU CHUNG VÒ CöA §ãng më tù ®éng http://www.ebook.edu.vn Trong xã hội văn minh hiện đại, cửa là một bộ phận không thể thiếu đợc trong từng công trình kiến trúc. Nhng hầu hết những loại cửa bình thờng mà chúng ta hay dùng hiện nay lại có những nhợc điểm gây phiền toái cho ngời sử dụng đó là: cửa thờng chỉ đóng mở dợc khi có tác động của con ngời vào nó. Việc thiết kế ra một loại cửa tiện ích hơn, đa năng hơn, phục vụ tốt hơn cho đời sống con ngời là tất yếu và vô cùng cần thiết. Do vậy, cần thiết kế ra một loại cửa tự động khắc phục tốt những nhợc điểm của cửa thờng. Xuất phát từ yêu cầu đó, cửa tự động đợc thiết kế là để tạo ra đợc loại của vùa duy trì những yêu cầu trớc đây, vừa khắc phục những nhợc điểm của cửa thông thờng . Vì khi sử dụng cửa tự động ngời dùng hoàn toàn không phải tác dụng trực tiếp lên cánh cửa mà cửa vẫn tự đọng mở theo ý muốn của mình . Với tính năng này, cửa tự động mang lại những thuận lợi lớn cho ngời sử dụng nh : Nếu ngời dùng cửa đang bê vác vật gì đó thì cửa tự động không những chỉ tạo cảm giác thoải mái mà thực sự đã giúp ngời dùng, tạo thuận lợi cho ngời hoàn thành công việc mà không bị cản trở. Sử dụng cửa tự động sẽ giúp ngời dùng nó đỡ tốn thời gian để đóng mở cửa .Cửa tự động rõ ràng sẽ đem lại cảm giác thoải mái cho ngời dùng, loại bỏ hoàn toàn cảm giác ngại, khó chịu nh khi dùng cửa thờng. Đặc biệt, ở những nơi công cộng, công sở, cửa tự động ngày càng phát huy u điểm. Đó là vì cửa tự động sẽ giúp cho lu thông qua cửa nhanh chóng dễ dàng, cũng nh sẽ giảm đi những va chạm khi nhiều ngời cùng sử dụng chung một cánh cửa. Thêm vào đó, hiện nay hệ thống máy lạnh dợc sử dụng khá rộng rãi ở những nơi công sở, công cộng. Nếu ta dùng loại cửa bình thờng thì phải đảm bảo cửa luôn đóng khi không co ngời qua lại để tránh thất thoát hơi lạnh ra ngoài gây lãng phí. Thế nhng điều này trong thực tế lại rất khó thực hiện vì ý thức của mỗi ngời ở nơi công cộng là rất khác nhau. Do đó, cửa tự động, với tính chất là luôn đóng khi không có ngời qua lại đã đáp ứng đợc tốt yêu cầu này. http://www.ebook.edu.vn Chính vì những u điểm nổi bật của cửa tự động mà chúng ta càng phải phát triển ứng dụng nó rộng rãi hơn, đồng thời nghiên cứu để cải tiến và nâng cao chất lợng hoạt đ động của cửa tự động để nó ngày càng hiện đại hơn, tiện ích hơn. Để nghiên cứu một cách chính xác và cụ thể về cửa tự động, cần thiết phải chế tạo ra mô hình cửa đóng mở tự động, mô tả hoạt đọng, hình dáng, cấu tạo của cửa tự động. Từ mô hình này t có thể quan sát và tìm hiểu hoạt động của cửa tự động, cũng nh có thể lờng trớc những khói khăn có thể gặp phải khi chế tạo cửa tự động trên thực tế. Cũng từ mô hình có thể thấy đợc u nhợc điểm của thiết kế mà từ đó khắc phục những hạn chế, phát huy thế mạnh thiết kế cánh cửa u việt hơn, hoàn thiện hơn cho con ngời. 1.1.Các loại cửa tự động hiện nay Hiện nay có nhiều loại cửa tự động : cửa kéo, cửa đẩy, cửa cuốn, cửa trợt Nhng chúng thờng đợc sản xuất ở nớc ngoài bán tại việt nam với giá thành khá cao. Vì thế chúng không đợc sử dụng rộng rãi. Nhu cầu cửa tự động ở Việt Nam là rất lớn về số lợng và chủng loại. 1.1.1.Cửa kéo : Hình 1.1. Của kéo http://www.ebook.edu.vn Loại cửa này còn khá lạ ở nớc ta, với kết cấu đơn giản một động cơ đợc gắn cố định với trần nhà. Cửa đợc động cơ kéo bằng một đoạn dây. Ưu điểm của loại này là đơn giản nhng hiệu quả, cánh cửa chắc. Có lẽ nhợc điểm của loại cửa này là động cơ gắn với trần nhà vì vậy cần phải gắn đủ chắc để chịu đợc sức nặng của cửa. Vì vậy trong thực tế ngời ta ít sử dụng loại cửa kéo này do nhợc điểm là phải gắn đủ chắc để chịu sức nặng nếu không sẽ rất nguy hiểm cho ngời sử dụng. 1.1.2. Của cuốn Hình 1.2. Của cuốn Loại cửa này với cánh cửa có khả năng cuộn tròn lại đợc . Khi có tín hiệu điều khiển đóng mở cửa , động cơ của cửa sẽ tác động qua một trục cuốn cửa cuộn tròn http://www.ebook.edu.vn quanh trục đó . Loại cửa này có u điểm là gọn nhẹ tiện dụng và dễ sử dụng , chỉ cần một đọng cơ công suất nhỏ . Thờng đợc dùng làm cửa cho gala ôtô . Nó có tính kinh tế cao vì dễ chế tạo .Nhng cũng có nhợc điểm là cửa không chắc chắn và dễ bị hang hơn các loai của khác . 1.1.3.Cửa trợt : Hình 1.3. Của trợt Loại của này có đặc điểm là có một rãnh cố định cho phép cánh cửa có thể trợt qua lại . Cửa trợt có nhiều loại , tuỳ thuộc vào hình dạng rãnh trợt nh rãnh thẳng thì là loại cửa chuyển động tịnh tiến , rãnh tròn thì là loại cửa chuyển động xoay tròn . Loại cửa này thờng đợc sử dụng trong nhà hàng , khách sạn , sân bay , nhà ga Cửa này co u điểm là kết cấu nhẹ nhàng tạo cảm giác thoáng đạt , thoải mái và lịch sự . Loại cửa này thiết kế khá dễ dàng , có thể nhận biết đợc ngời , may móc có thể đi qua . Loại cửa này ở nớc ta đợc sử dụng khá phổ biến . http://www.ebook.edu.vn 1.2. Khảo sát các loại cửa đóng mở tự động ở h nội hiện nay Thông qua việc quan sát, tìm hiểu về cửa tự động ở một số địa điểm trên Hà Nội hiện nay, ta nhận thấy cửa tự động đợc sử dụng chủ yếu ở những nơi giao dịch thơng mại, những công sở lớn, ở sân bay, ngân hàng và các khách sạn lớn. Vì những nơi này có lợng ngời qua lại lớn, đồng thời những nơi này lại yêu cầu có tính hiện đại, sang trọng và tiện dụng. Sử dụng cửa tự động tại những nơi này sẽ đáp ứng đợc những yêu cầu trên . Tuy nhiên cửa tự động cũng có rất nhiều loại tuỳ theo yêu cầu về mục đích sử dụng nh trọng lợng cửa, chiều cao hay phần mạch điều khiển cửa. Theo trọng lợng cửa thì có các loại sau: loại 200 kg/hai cánh tại Cung văn hoá hữu nghị Việt Xô,loại 180kg/2 cánh tại ngân hàng nông nghiệp và phát triển nông thôn.Ngoài ra ngời ta còn chia ra làm hai loại theo số cánh cửa:Loại một cánh và loại hai cánh. + Cửa tự động chỉ có 1 cánh: sử dụng ở những nơi yêu cầu tính hiện đại, sang trọng nhng lại có số lợng ngời đi qua lại không nhiều .Hay những loại cổng có kích thớc lớn dùng ở các công ty, xí nghiệp hay những ngôi nhà lớn + Cửa tự động có hai cánh: Loại cửa này đợc dùng rộng rãi hơn so với loại cửa tự động 1 cánh. Theo phần mạch điều khiển, hiện nay thì hầu hết những loại cửa tự động mới đều dùng loại mạch phi tiếp điểm nh tại toà nhà 14 Láng Hạ,khách sạn Horison.Ngoài ra tại sân bay Nội Bài do nhu cầu giao dịch và vận chuyển hiện đại nên hệ thống cửa tự dộng ở đây dùng phần mềm lôgô để điều khiển.Để tìm hiểu sâu hơn trong công nghệ này ta sẽ phân tích hệ thống cửa tự động ở sân bay Nội Bài. http://www.ebook.edu.vn Khảo sát cửa tự động ở sân bay Nội Bài - Hà Nội Hình 1.4. Của tự động ở sân bay Nội Bài Trớc cửa ra vào nơi bán vé và làm thủ tục bay của sân bay Nội Bài cả tầng 1 và tầng 2 mỗi tầng có 14 hệ thống cửa tự động .Tất cả các cửa này đều có kết cấu cơ khí và hình dạng bên ngoài giống nhau. Đây là loại cửa trợt rất phổ biến Cửa tự động tại đây sử dụng hệ thống cửa hai cánh trọng lợng mỗi cánh khoảng 80 kg. Động cơ dùng trong cửa tự động tại đây là động cơ một chiều điều chỉnh tốc độ bằng phơng pháp điều chỉnh điện áp.Hệ thống cửa tại đây không dùng hệ thống con lăn phụ mà thay vào đó là sử dụng hai gờ sắt cố định xuống sàn. Cuối hành trình mở có đặt một công tắc hành trình để bảo vệ tránh cho cửa không chuyển động vợt quá hành trình. Quan sát cửa chuyển động em thấy cửa chuyển động với hai cấp tốc độ. Khi mở cửa cửa mở ra với vận tốc nhanh để kịp thời mở ra tránh tình trạng ngời phải chờ đợi cửa mở gây cảm giác khó chịu cho ngời muốn đi vào, gần hết hành trình mở cửa http://www.ebook.edu.vn giảm tốc và dừng lại, khi cửa đóng cửa đóng với vận tốc chậm hơn so với lúc mở để tránh gây cảm giác cho ngời muốn đi vao từ đằng xa.Gần hết hành trình cửa giảm tốc và dừng lại chính xác. Khi cửa đang đóng mà có tín hiêu ngời đi vào thì cửa sẽ mở ra với vận tốc nhanh sau gần cuối hành trình thì giảm tốc và dừng lại chính xác ở cuối hành trình. Cảm biến dùng ở đây là hai cảm biến quang:Một cảm biến đặt ở phía bên ngoài, một cảm biến đặt ở phía bên trong của cánh cửa để đảm bảo nhận biết và báo tín hiệu khi có ngời đi từ trong ra cũng nh khi có ngừơi đi từ ngoài vào.Hai cảm biến này trên khung cánh cửa. Phơng thức hoạt động của loại cửa này là dùng mạch điều khiển không tiếp điểm dùng các phần tử lôgic thì có điểm là rẻ,việc hỏng hóc có thể sửa chửa dễ dàng, nhng nó có một nhợc diểm rất lớn là làm việc không lâu bền bằng phơng pháp dùng bộ điều khiển lôgô, PLC Còn cửa dùng phần mềm diều khiển bằng lôgô lại có u đIểm là là việc rất ổn định nhẹ êm,trơn nhng có nhợc đIểm là giá cả đắt,nếu hỏng hóc rất khó sửa chữa.Do đó hiện nay tuỳ theo nhu cầu sử dụng và vốn đầu t khác nhau, mà việc ứng dụng loại cửa nào cho phù hợp. Ngoài ra qua việc quan sát vừa qua em thấy việc lắp đặt cửa tự động thờng đợc sắp xếp ở những nơi mà tầm nhìn có độ rộng lớn,không gian rộng và thờng có các loại cửa khác đi kèm nh cửa đẩy hay cửa cuốn để tạo thêm mỹ quan.Các cảm biến dùng trong các loại cửa tự động có ở Hà Nội hiện nay đều là cảm biến hồng ngoại. http://www.ebook.edu.vn Chơng ii Các yêu cầu và mục đích chế tạo mô hình Cửa đóng mở tự động http://www.ebook.edu.vn 2.1. Các yêu cầu của mô hình + Kích thớc gọn gàng + Hệ thống cơ hoạt động tốt + Hệ thống điện tốt, hoạt động đúng theo thiết kế + Hệ thống cửa đáp ứng mọi yêu cầu đặt ra. 2.1.1. Yêu cầu về chơng trình chung - Cửa phải tự động mở khi có xe muốn vào, và phải tự động đóng khi xe đã vào hết - Cửa thiết kế để có thể đóng mở một cách thông minh, khi có tín hiệu ngời thì cửa mở ra thì mở với vận tốc v1 nhanh nhất để ngời hoặc xe lập tức có thể ra vào . Khi cửa mở gần hết hành trình thì tự động giảm tốc độ xuống vận tốc v3 nhỏ nhật để cửa dừng lại chính xác ở cuối hành trình mở . Khi hết tín hiệu ngới , sau một khoảng thời gian trễ 5giây , cửa sẽ đóng lại nhanh với vận tốc v2 . Khi gần hết hành trình đóng , thì cửa giảm tốc độ đóng xuống v3 để tránh va chạm giữa hai cánh cửa. - Khi cửa đang đóng lại , nếu lại có tín hiệu ngời thì cửa lại lập tức mở ra . - Dùng kỹ thuật PLC để chơng trình hoạt động cho cửa. 2.1.2. Yêu cầu về cơ khí. Yêu cầu của mô hình là p hải g iốn g với cửa thật cả về hình thức và chất lợng hoạt động , phải chắc chắn và gọn gàng . Do đó, việc thiết kế kết cấu cơ khí cho mô hình cũng phải đảm bảo những yêu cầu kỹ thuật nh đối với cửa thật: Khung cửa , cánh cửa, rãnh trợt , xích , bánh răng , trục quay Ngoài ra, còn có các kết cấu phụ để tạo ra mô hình cửa tự động thật hoàn chỉnh nh cửa thật. Động cơ ở đây là loại động cơ 1 chiều đợc cấp nguồn bởi bộ chỉnh lu cầu 1 chiều,kết hợp với bộ đảo chiều cho phép động cơ có thể quay thuận hoặc quay ngợc. [...]... thực tế - Tạo ra một mô hình cửa đóng mở tự động có thể hoạt động tốt, từ đó có thể chế tạo đợc cửa tự động phục vụ thực tế http://www.ebook.edu.vn Chơng iii Chế tạo kết cấu cơ khí http://www.ebook.edu.vn Công việc chế tạo kết cấu cơ khí cho cửa đóng mở tự động là vô cùng quan trọng đòi hỏi độ chính xác cao mới đảm bảo tốt cho sự hoạt động của cửa 3.1 Khung mô hình cửa tự động Hình 3.1 Khung mô hình... khung đợc sơn tĩnh điện http://www.ebook.edu.vn 3.2 Cơ cấu truyền động của cửa tự động Hình 3.2 Cơ cấu truyền động 1: Cánh cửa 2: Thanh ray 3: Con lăn 4: Pu li 5: Dây curoa 6: Rãnh trợt dới http://www.ebook.edu.vn 3.3 Cánh cửa Hình 3.4 Cánh cửa Cửa đợc làm bằng kính dày 5mm phía trên đợc gá vào thanh nhôm hình chữ H để bắt với cơ cấu chuyển động 3.4 Thanh ray Hình 3.5 Thanh ray http://www.ebook.edu.vn... giảm tiếng ồn khi cửa hoạt động 3.5.Con lăn Hình 3.6 Con lăn Con lăn bằng sắt có kích thớc nh hình vẽ 3.6 Puli Hình 3.7 Puli Puli đợc làm bằng nhựa http://www.ebook.edu.vn 3.7 Rãnh trợt dới Hình 3.8 Rãnh trợt dới Rãnh trợt dới đợc làm từ thanh nhôm hình chữ U http://www.ebook.edu.vn Chơng iv Thiết kế phần cơ của mô hình cửa đóng mở tự động http://www.ebook.edu.vn 4.1 Tổng quan về động cơ điện một chiều... chế tạo mô hình - Nghiên cứu, chế tạo ra mô hình cửa tự động này sinh viên cũng phải tham khảo thực tế nhiều lĩnh vực và tham khảo bằng nhiều tài liệu khác nhau Điều đó mang lại sự hiểu biết sâu sắc hơn cho sinh viên không chỉ trong một lĩnh vực tự đông hoá mà còn nhiều lĩnh vực,ngành nghề khác nh điện,điện tử, cơ khí - Việc chế tạo ra mô hình hoạt động tốt sẽ tạo điêu kiện cho sinh viên có cơ hội... ứng, lúc này động cơ gọi là động cơ kích từ song song _ + U Ckt Rkt Rf E Hình 4.1 Sơ đồ nối dây của động cơ kích từ song song - Khi nguồn điện một chiều có công suất không đủ lớn thì mạch điện phần ứng và mạch kích từ mắc vào hai nguồn một chiều độc lập với nhau, lúc này động cơ đợc gọi là động cơ kích từ độc lập http://www.ebook.edu.vn U E Rf U U CKT Rkt Ik Ukt Hình 4.2 Sơ đồ nối dây của động cơ kích... xây dựng các hệ truyền động kiểu vòng kín Trong suốt quá trình điều chỉnh điện áp phần ứng thì từ thông kích từ đợc giữ nguyên do đó mômen tải cho phép của hệ sẽ không đổi: M c.cp = K dm mI dm = M dm 4.1.4.2 Nguyên lí điều chỉnh từ thông động cơ - Điều chỉnh từ thông kích thích của động cơ điện một chiều là điều chỉnh mômen điện từ của động cơ M = K I u và sứ điện động quay của động cơ là mạch phi tuyến... dm = const Ru - Mô men ngắn mạch M nm = KI nm x = var - Các đặc tính cơ điện và đặc tính cơ của động cơ khi giảm từ thông đợc biểu diễn nh trên hình 4.7 - Với dạng momen phụ tải Mc thích hợp với chế độ làm việc của động cơ thì khi giảm từ thông tốc độ động cơ tăng lên 4.1.3.3 Vấn đề đảo chiều - Chiều quay động cơ phụ thuộc vào chiều quay mômen có thể dùng hai phơng pháp Hoặc thay đổi chiều dòng phần... độ ổn định của động cơ đạt đợc ở cấp i, i+1 + 1 tức là hệ truyền động có thể ổn định ở mọi vị trí trong toàn dải điều chỉnh b) Dải điều chỉnh tốc độ + Là phạm vi điều chỉnh là tỉ số giá trị lớn nhất và giá trị nhỏ nhất của tốc độ làm việc ứng với mômen tải đã cho: D= max min Trong đó: + max bị hạn chế bởi độ bền động cơ và độ bền của vành + min bị chặn bởi yêu cầu về mômen khởi động, khả năng... U4 M(I) Mc Hình 4.5 Đặc tính của động cơ điện một chiều kích từ độc lập khi giảm điên áp đặt vào phần ứng độ http://www.ebook.edu.vn - Ta thấy rằng khi thay đổi điên áp (giảm áp) thì mômen ngắn mạch của động cơ giảm và tốc độ động cơ cũng giảm ứng với một phụ tải nhất định Do đó phơng pháp này cũng đợc sử dụng để điều chỉnh tốc độ động cơ và hạn chế dòng điện khởi động c) ảnh hởng của từ thông - Giả... chiều 4.1.1 Vai trò của động cơ điện một chiều - Trong nền sản xuất hiện đại, động cơ một chiều vẫn đợc coi là một loại máy quan trọng mặc dù ngày nay có rất nhiều loại máy móc hiện đại sử dụng nguồn điện xoay chiều thông dụng - Do động cơ điện một chiều có nhiều u điểm nh khả năng điều chỉnh tốc độ rất tốt, khả năng mở máy lớn và đặc biệt là khả năng quá tải Chính vì vậy mà động cơ một chiều đợc dùng . hoạt đ động của cửa tự động để nó ngày càng hiện đại hơn, tiện ích hơn. Để nghiên cứu một cách chính xác và cụ thể về cửa tự động, cần thiết phải chế tạo ra mô hình cửa đóng mở tự động, mô. thế mạnh thiết kế cánh cửa u việt hơn, hoàn thiện hơn cho con ngời. 1.1.Các loại cửa tự động hiện nay Hiện nay có nhiều loại cửa tự động : cửa kéo, cửa đẩy, cửa cuốn, cửa trợt Nhng chúng. nhà lớn + Cửa tự động có hai cánh: Loại cửa này đợc dùng rộng rãi hơn so với loại cửa tự động 1 cánh. Theo phần mạch điều khiển, hiện nay thì hầu hết những loại cửa tự động mới đều dùng loại