Bài tập lớn Tính toán hệ thống cấp phôi tự động

LỜI NÓI ĐẦU BTL Tính toán hệ thống cấp phôi tự ñộng là một trong những bài tập quan trọng của sinh viên ngành Kỹ thuật, ñặt biệt là chuyên môn về Kỹ thuật ñiều khiển tự ñộng.. Bài tập n

LỜI NÓI ĐẦU

BTL Tính toán hệ thống cấp phôi tự ñộng là một trong những bài tập quan trọng của

sinh viên ngành Kỹ thuật, ñặt biệt là chuyên môn về Kỹ thuật ñiều khiển tự ñộng Bài tập này ñược thực hiện nhằm mục ñích giới thiệu cho sinh viên các hệ thống sản xuất tiên tiến và linh hoạt, những phương pháp mới trong sản xuất công nghiệp ñể nâng cao tầm quản lý và ñịnh hướng phát triển của sự nghiệp Cơ khí sau này

Trong quá trình thực hiện, sinh viên ñược giao tính toán hệ thống cấp phôi (nắp chai) dạng xích tải ðây là một hệ thống cấp phôi khá phổ biến trong sản xuất công nghiệp Tuy ñơn giản về mặt kết cấu nhưng hệ thống này có ñầy ñủ những yêu cầu cơ bản ñể khi thực hiện, sinh viên nắm ñược những kỹ thuật then chốt làm nền móng cho quá trình học tập và ñi sâu vào lĩnh vực sản xuất tự ñộng

Mục ñích của bài tập này là làm cho sinh viên biết ứng dụng những hiểu biết của mình

về Cơ khí ñể áp dụng thiết kế cho một bài toán thực tế trên cơ sở những gì ñã học Từ ñó rút ra ñược những bài học kinh nghiệm ñầu ñời cho chính bản thân ñể sẵn sàng bước vào con ñường Kỹ thuật chế tạo

Xin chân thành cám ơn những bài học kinh nghiệm quý báu của các Thầy Cô trong bộ môn Cơ ñiện tử và sự hướng dẫn nhiệt tình của Ths Võ Anh Huy ñã giúp cho sinh viên hoàn thành bài tập này !

Thành phố HCM, ngày 03-12-2010

SVTH: Nguyễn Thanh Tuấn

MỤC LỤC

LỜI NÓI ðẦU 1

I TÍNH TOÁN HỆ THỐNG CẤP PHÔI DẠNG XÍCH TẢI 3

1.1 Số liệu thiết kế: 3

1.2 Tính toán hệ thống xích tải: 3

II XÁC ðỊNH CÔNG SUẤT ðỘNG CƠ VÀ PHÂN PHỐI TỈ SỐ TRUYỀN CHO HỆ THỐNG TRUYỀN ðỘNG: 9

2.1 Chọn ñộng cơ ñiện: 9

2.2 Các thông số của nắp chai: 11

2.3 Momen gây ra bởi trọng tâm của nắp trong các trạng thái: 12

2.4 Tính toán ñộ cong của ống dẫn ñể nắp chai di chuyển ñược 16

III TÀI LIỆU THAM KHẢO: 21

I TÍNH TOÁN HỆ THỐNG CẤP PHÔI DẠNG XÍCH TẢI

• Yêu cầu của hệ thống cấp phôi:

- Năng suất: 10000 chai/8h = 10000 nắp chai/8h

- Nắp chai có kích thước như hình vẽ:

1.2 Tính toán hệ thống xích tải:

Theo [CT trang 129,1], ta có:

- Năng suất cấp phôi thực tế: Qtt = 0.6 yv/zL = 10000 nắp/8h

- Năng suất lý thuyết: Qlt = yv/zL ≥ 10000/0.6 = 16666.67 nắp/8h

27.17

Trong ñó:

+ v: vận tốc xích tải

+ y: chiều dài của một thanh tải gắn trên xích tải

+ L: chiều dài chi tiết

+D: chiều cao chi tiết

+z : khoảng cách giữa hai ñường rãnh

+ 0.6: hiệu suất của hệ thống cấp phôi dạng xích tải ñứng

0.6

0.03 /130

lt

yv Q

Dong co

Thanh gat

Tìm vận tốc lớn nhất của xích tải:

Tra [ðồ thị trang 494, 1]

Với số lượng nắp tối ña trên thanh tải = y/L = 130/32.6 ≈ 4 nắp

Ta suy ra vận tốc lớn nhất của băng tải: vmax ≈ 0.25 m/s

Vậy vận tốc giới hạn của xích tải là

0.03 ≤ v ≤ 0.25 m/s

Ta tiến hành tính toán thiết kế cho băng tải quay với vận tốc v = 0.2 m/s

Tìm lực vòng trên xích tải:

- Giả sử xích tải vuông góc với mặt sàn

- Cho chiều cao xích tải sơ bộ H = 2000

+ Với z = 200

→ Số thanh tải có trên một mặt xích tải: nthanh = 2000/200 = 10 thanh

- Ta tiến hành tính toán cho băng tải làm việc ở chế ñộ tải lớn nhất, tức là:

+ Mỗi thanh mang 4 nắp

+Băng tải thẳng ñứng với mặt sàn

Ta có:

+ Khối lượng mỗi nắp chai: m=0.002 kg

+ Khối lượng mỗi thanh tải: cho mthanh = 0.014kg

+ Khối lượng mỗi bản xích: mxích = 0.212 kg

Vậy khối lượng tổng cộng tạo lực vòng xích tải:

Chú thích: 1_xích tải; 2_bộ truyền xích; 3_ñộng cơ; 4_hộp giảm tốc

- Thời gian phục vụ L(năm) = 6

- Quay một chiều, làm việc hai ca, tải va ñập nhẹ (1 năm làm việc 300 ngày, 1 ca làm việc 8 giờ)

- Chế ñộ tải: do trọng lượng của nắp khá nhẹ nên ta xem như chế ñộ tải là tĩnh

1 2

4 3

II XÁC ðỊNH CÔNG SUẤT ðỘNG CƠ VÀ PHÂN PHỐI TỈ SỐ TRUYỀN CHO HỆ THỐNG TRUYỀN ðỘNG:

Phân phối tỉ số truyền:

• Số vòng quay của trục máy công tác (trục xích tải)

 Dựa vào catalog của Oriental Motor

Chọn ñộng cơ: theo Catalog của Oriental Motor

• Yêu cầu: ñộng cơ ñược chọn phải có công suất Pdc và số vòng quay ñồng bộ thỏa mãn ñiều kiện:

• BẢNG THÔNG SỐ KỸ THUẬT ðỘNG CƠ ðIỆN

Kiểu ñộng cơ 5RK60GE-AW2MJ

Bảng 2.1 Thông số kỹ thuật ñộng cơ ñiện

Công suất trên các trục:

0, 99

lv hgt ol

- ðể ñơn giản hóa các quá trình trên và

ta tiến hành thiết kế nắp chai m

phần mềm 3D, cụ thể là Autodesk Inventor ñ

tích và trọng tâm của nắp chai m

2.2 Các thông số của nắp chai:

ng phôi tấm ñược dập ñịnh hình sẵn một kiểu dáng trưñặc biệt và có nhiều ñường cong phức tạp nên vi

ng tâm theo phương pháp nội suy thông thường là khó khăn và

n hóa các quá trình trên và ñảm bảo ñộ chính xác trong tính toán, chúng

p chai một cách chính xác và thừa hưởng sự thong minh c

là Autodesk Inventor ñể tìm ra ñược các thông số : tr

u dáng trước khi nên việc tính toán

ng là khó khăn và

chính xác trong tính toán, chúng

thong minh của các : trọng lượng, thể

2.3 Momen gây ra bởi trọng tâm của nắp trong các trạng thái:

Góc nghiêng của băng tải và thanh tải là bao nhiêu ñể chi tiết ñược nằm vững trên thanh tải ?

Trạng thái của nắp và momen gây ra bởi trọng lượng của nó

Các trạng thái có thể xảy ra của nắp chai trên băng tải ñứng:

Ta mong muốn chiều của nắp phải phải có chiều như hình 2 và trạng thái như hình 4,

vì thế việc thiết kế thanh tải nắp từ dưới phễu lên phải có kết cấu loại ñược trạng thái của nắp ở hình 1 và 3

Tính góc xoay của băng tải ñể nắp bị tóm và ổn ñịnh trong quá trình cấp phôi

Khi nắp ở trạng thái như hình 2, nắp luôn bị mất cân bằng và có xu hướng quay về 01 bên (bên phải như hình vẽ) theo phương của P1

Mô men quay của nắp với tâm quay tại O1

Vậy momen quay nắp M nap = × =P1 L 0.02 16.5 × = 0.33Nmm

ðể nắp không bị mất cân bằng và ổn ñịnh trên băng tải , ta phải quay băng tải một góc

X

Y

Khi nắp ở trạng thái như hình 1,3: nhờ ma sát giữa bề mặt ngoài của nắp chai và thanh tải rất bé, và dưới tác dụng của trọng lượng bản thân nắp, nắp chai luôn có xu hướng xoay sang bên trái như hình vẽ và trượt ra ngoài rớt xuống lại thùng phôi

X

O 1 P

G O

Y

P 1

9°

81 °

2.4 Tính toán độ cong của ống dẫn để nắp chai di chuyển được

Ta tính toán thiết kế cho nắp chai di chuyển bởi trọng lượng nắp (sau khi ñược ñịnh hướng)

Tính toán góc nghiêng của ống dẫn:

α

F ms

N

ðiều kiện ñể nắp chai tự trượt xuống trên ống dẫn là:

µ : hệ số ma sát giữa nắp chai và bề mặt của ống dẫn

Tra [Bảng 5.1, trang 138, 1], với vật liệu của nắp chai là thép không rỉ và ống dẫn làm bằng nhôm, ta có

µ= 0.353

0

0.353 19.44 19.5

Trong ñó:

c = khoảng cách cần thiết ñể ñỉnh nắp chai không bị ñụng mặt trong của ống dẫn

dt = chiều cao của ống dẫn

D = 6 chiều cao của nắp chai

Theo Pithago:

2 2

2 2

2 2

2 2

Vậy ta xác ñịnh ñược profile của ống dẫn là:

III TÀI LIỆU THAM KHẢO:

1 Geoffrey Boothroyd, Assembly Automation and Product Design

2 Trịnh Chất-Lê Văn Uyển, Tính toán thiết kế hệ thống dẫn ñộng cơ khí, 2 tập, 2008