tính toán, thiết kế hệ thống đóng nắp chai trong dây chuyền sản xuất nước đóng chai

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ KHOA CÔNG NGHỆ LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC TÍNH TOÁN, THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐÓNG NẮP CHAI TRONG DÂY CHUYỀN SẢN XUẤT NƯỚC ĐÓNG CHAI CÁN BỘ HƯỚNG DẪN SINH VIÊN THỰC HIỆN Mai Vĩnh Phúc Trịnh Minh Phước (MSSV: 1110411) Ngành Cơ Khí Chế Tạo Máy K37 Tháng năm 2015 TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM KHOA CÔNG NGHỆ Độc lập – Tự – Hạnh phúc BỘ MÔN KỸ THUẬT CƠ KHÍ NHẬN XÉT VÀ ĐÁNH GIÁ CỦA CÁN BỘ HƯỚNG DẪN Cán hướng dẫn: Mai Vĩnh Phúc Đề tài: Tính toán, thiết kế hệ thống đóng nắp chai dây chuyền sản xuất nước đóng chai Sinh viên thực hiện: Trịnh Minh Phước MSSV: 1110411 Lớp: Cơ khí chế tạo máy Khóa : 37 Nội dung nhận xét: a Hình thức tập thuyết minh: …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… b Bản vẽ: …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… c Nội dung: Công việc nội dung đạt được: …………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… Những vấn đề hạn chế: ……………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… d Nhận xét sinh viên tham gia thực đề tài: ……………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… e Kết luận đề nghị: …………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… Đánh giá điểm: ……………………………………………………………………… Cần Thơ, ngày….tháng….năm 2015 Cán hướng dẫn Mai Vĩnh Phúc i TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM KHOA CÔNG NGHỆ Độc lập – Tự – Hạnh phúc BỘ MÔN KỸ THUẬT CƠ KHÍ NHẬN XÉT VÀ ĐÁNH GIÁ CỦA CÁN BỘ CHẤM PHẢN BIỆN Cán chấm phản biện: Đề tài: Tính toán, thiết kế hệ thống đóng nắp chai dây chuyền sản xuất nước đóng chai Sinh viên thực hiện: Trịnh Minh Phước MSSV: 1110411 Lớp: Cơ khí chế tạo máy Khóa : 37 Nội dung nhận xét: a Hình thức tập thuyết minh: …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… b Bản vẽ: …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… c Nội dung: Công việc nội dung đạt được: …………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… Những vấn đề hạn chế: ……………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… d Nhận xét sinh viên tham gia thực đề tài: ……………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… e Kết luận đề nghị: …………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… Đánh giá điểm: ……………………………………………………………………… Cần Thơ, ngày….tháng….năm 2015 Cán chấm phản biện ii TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM KHOA CÔNG NGHỆ Độc lập – Tự – Hạnh phúc BỘ MÔN KỸ THUẬT CƠ KHÍ NHẬN XÉT VÀ ĐÁNH GIÁ CỦA CÁN BỘ CHẤM PHẢN BIỆN Cán chấm phản biện: Đề tài: Tính toán, thiết kế hệ thống đóng nắp chai dây chuyền sản xuất nước đóng chai Sinh viên thực hiện: Trịnh Minh Phước MSSV: 1110411 Lớp: Cơ khí chế tạo máy Khóa : 37 Nội dung nhận xét: a Hình thức tập thuyết minh: …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… b Bản vẽ: …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… c Nội dung: Công việc nội dung đạt được: …………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… Những vấn đề hạn chế: ……………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… d Nhận xét sinh viên tham gia thực đề tài: ……………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… e Kết luận đề nghị: …………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… Đánh giá điểm: ……………………………………………………………………… Cần Thơ, ngày….tháng….năm 2015 Cán chấm phản biện iii LỜI CÁM ƠN Em xin chân thành cám ơn: Cha mẹ động viên, khuyến khích, nung đúc cho động lực học tập, tạo cho điều kiện thuận lợi suốt năm học phổ thông chặng đường dài Đại Học Cám ơn thầy cô dạy dỗ em suốt thời gian học tập Đặc biệt em xin cám ơn thầy Mai Vĩnh Phúc hướng dẫn tận tình thời gian làm luận văn Cám ơn tất bạn sinh viên Cơ khí chế tạo máy k37 giúp đỡ, tạo môi trường học tập tốt Cuối em xin chúc cha mẹ, thầy cô bạn sinh viên dồi sức khỏe, hạnh phúc thành công Sinh viên thực Trịnh Minh Phước iv TÓM TẮT ĐỀ TÀI Với phát triển nhanh chóng công nghiệp nhiều trình sản xuất tự động hóa Trong dây chuyền đóng nắp chai tự động hệ thống sử dụng rộng rãi phổ biến Máy đóng nắp chai ứng dụng rộng rãi ngành sản xuất đồ uống, mỹ phẩm hóa chất công nghiệp… Máy có tác dụng đóng bao kín loại chai nhựa, thủy tinh, chai rượu,… Trong dây chuyền sản xuất nước đóng chai hệ thống xoắn nắp chai xem phận quan trọng Nó đảm bảo việc niêm phong kín, không rò rỉ nguyên liệu đảm bảo cho việc vận chuyển bảo quản Nên cần thiết kế hệ thống xoắn nắp chai dựa vào yêu cầu hệ thống, qua tính toán chi tiết Sau có đầy đủ thông số tiến hành thiết kế xây dựng mô hình máy tính Với việc đạt làm tảng cho việc ứng dụng hệ thống xoắn nắp chai vào dây chuyền sản xuất nước đóng chai Tạo điều kiện phát triển cho ngành sản xuất nước đóng chai Việt Nam v MỤC LỤC NHẬN XÉT VÀ ĐÁNH GIÁ CỦA CÁN BỘ HƯỚNG DẪN i NHẬN XÉT VÀ ĐÁNH GIÁ CỦA CÁN BỘ CHẤM PHẢN BIỆN .ii NHẬN XÉT VÀ ĐÁNH GIÁ CỦA CÁN BỘ CHẤM PHẢN BIỆN iii LỜI CÁM ƠN iv TÓM TẮT ĐỀ TÀI v MỤC LỤC vi DANH MỤC HÌNH ix DANH MỤC BẢNG xi Chương TỔNG QUAN 1.1 Đặt vấn đề 1.2 Các loại máy đóng nắp chai Việt Nam 1.3 Tình hình nước 1.4 Tổng quan hệ thống đóng nắp chai 10 Chương 12 CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ 12 2.1 Các yêu cầu máy đóng nắp chai 12 2.2 Xác định chức lập sơ đồ khối chức 12 2.2.1 Xác định chức máy 12 2.2.2 Các biến thể sơ đồ khối chức 13 2.2.3 Thiết lập nguyên lý hoạt động 15 2.2.4 Lập bảng ma trận để chọn hệ số gia trọng 18 2.2.5 Lập bảng lựa chọn phương án thiết kế 19 2.3 Lựa chọn 20 2.3.1 Phễu cấp phôi 20 2.3.1.1 Phễu cấp phôi kiểu đĩa quay 20 2.3.1.2 Phễu cấp phôi kiểu cánh gạt 21 2.3.1.3 Phễu cấp phôi kiểu giá nâng 21 2.3.1.4 Phễu cấp phôi kiểu móc quay 22 vi 2.3.1.5 Phễu cấp phôi định hướng rãnh 23 2.3.1.6 Phễu cấp phôi rung động 23 2.3.2 Động điện 25 2.3.3 Băng tải dạng đĩa 29 Chương 31 TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CƠ CẤU ĐỘNG HỌC 31 3.1 Chọn động phân phối tỉ số truyền 31 3.1.1 Chọn động điện 31 3.1.2 Phân phối tỉ số truyền 34 3.2 Thiết kế truyền bánh cấp nhanh 36 3.2.1 Chọn vật liệu phương pháp nhiệt luyện 37 3.2.2 Định ứng suất cho phép 37 3.2.3 Sơ lấy hệ số tải trọng 39 3.2.4 Chọn hệ số chiều rộng bánh 39 3.2.5 Tính khoảng cách trục 39 3.2.6 Tính vận tốc vòng bánh chọn cấp xác chế tạo bánh ………………………………………………………………………39 3.2.7 Định xác hệ số tải trọng khoảng cách trục 39 3.2.8 Xác định môđun số răng 40 3.2.9 Kiểm nghiệm sức bền uốn 40 3.2.10 Định thông số hình học chủ yếu truyền 41 3.2.11 Tính lực vòng tác dụng lên trục 42 3.3 Thiết kế truyền bánh cấp chậm 42 3.3.1 Chọn vật liệu phương pháp nhiệt luyện 43 3.3.2 Định ứng suất tiếp xúc ứng suất uốn cho phép 43 3.3.3 Sơ lấy hệ số tải trọng 44 3.3.4 Chọn hệ số chiều rộng bánh 45 3.3.5 Tính khoảng cách trục 45 3.3.6 Tính vận tốc vòng bánh chọn cấp xác chế tạo 45 3.3.7 Định xác hệ số tải trọng khoảng cách trục 45 3.3.8 Xác định môđun, số răng 45 3.3.9 Kiểm nghiệm sức bền uốn 46 3.3.10 Định thông số hình học chủ yếu truyền 46 3.3.11 Tính lực vòng tác dụng lên trục 47 3.4 Thiết kế bánh trục 47 vii 3.4.1 Thông số bánh 47 3.4.2 Kiểm nghiệm sức bền uốn 48 3.4.3 Kiểm nghiệm sức bền chịu tải đột ngột 49 3.5 Thiết kế trục 49 3.5.1 Tính sức bền trục 50 3.5.2 Kiểm nghiệm trục 53 3.5.3 Thiết kế trục xoắn 55 3.5.4 Tính then trục 59 3.5.5 Tính then trục xoắn 61 3.6 Chọn ổ lăn 62 3.6.1 Chọn ổ lăn trục 62 3.6.2 Chọn ổ lăn trục xoắn 63 3.7 Lực siết nắp chai 64 3.8 Cơ cấu vận chuyển chai 65 3.9 Cơ đấu xoắn chai 66 3.10 Chọn xylanh 67 3.11 Phân bố thời gian xoắn chai 68 Chương 70 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 70 4.1 Kết luận 70 4.2 Kiến nghị 70 TÀI LIỆU THAM KHẢO 71 viii DANH MỤC HÌNH Hình 1.1: Máy đóng nắp chai Hình 1.2 Máy xoắn nắp FXZ-1 Hình 1.3: Máy xúc rửa, chiết rót, đóng nắp bình 20L Hình 1.4: Máy xoắn nắp chai JGS - 880 Hình 1.5: Máy rửa, chiết, xoắn nắp chai nước có gas MKTECH 50 – 50 -15 Hình 1.6: Máy xoắn nắp chai DCGF32- 32 -10 Hình 1.7: Máy xoắn nắp chai CGF18-18-6 Hình 1.8: Hệ thống đóng nắp chai 11 Hình 2.1: Sơ đồ khối chức 13 Hình 2.2: Sơ đồ khối chức 13 Hình 2.3: Sơ đồ khối chức 13 Hình 2.4: Sơ đồ biến thể 13 Hình 2.5: Sơ đồ biến thể 14 Hình 2.7: Sơ đồ biến thể 14 Hình 2.8: Sơ đồ biến thể 14 Hình 2.9: Các nguyên lý hoạt động 15 Hình 2.11: Phễu cấp phôi cánh gạt 21 Hình 2.12: Phễu cấp phôi kiểu giá nâng 21 Hình 2.13: Phễu cấp phôi có móc quay 22 Hình 2.14: Phễu cấp phôi định hướng rãnh 23 Hình 2.15: Phễu cấp phôi rung 24 Hình 2.16: Động điện chiều vĩnh cửu 26 Hình 2.15: Sơ đồ phân loại động điện 29 Hình 2.17: Băng tải dạng đĩa 29 Hình 3.1 Sơ đồ động 32 Hình 3.2 Sơ đồ trục 50 Hình 3.3 Biểu đồ nội lực trục 52 Hình 3.4: Sơ đồ trục xoắn 56 Hình 3.5: Biiểu đồ nội lực trục xoắn 58 Hình 3.6: Sơ đồ chọn ổ cho trục 62 Hình 3.7 Sơ đồ chọn ổ cho trục xoắn 63 Hình 3.8: Đĩa tải 66 Hình 3.9: Đĩa tải 66 Hình 3.10: Đầu xoắn chai 67 ix Tính toán, thiết kế hệ thống đóng nắp chai dây chuyền sản xuất nước đóng chai M F Ex Ax = 210.Pr + 500.RBx  RBx = -846 (N) = RAx + Pr + RBx  RAx = -1170 (N) Vậy RAy, RBy, RAx ngược chiều chọn Moment uốn tiết diện nguy hiểm Ở tiết diện (1–1): Mu(1-1)  M uy2  M ux2 Muy = RAy.210 = 674940 (Nmm) Mux = RAx.210 = 245700 (Nmm)  Mu(1-1) = 718270 (Nmm) Biểu đồ nội lực: GVHD: Mai Vĩnh Phúc 57 SVTH: Trịnh Minh Phước Tính toán, thiết kế hệ thống đóng nắp chai dây chuyền sản xuất nước đóng chai Hình 3.5: Biiểu đồ nội lực trục xoắn Đường kính trục mặt cắt (1-1) d M tđ 0,1.  Mtđ = với  = 50 (N/mm2) M u2  0,75.M x2 = 4365 (Nmm)  d  29,54 lấy d = 30 (mm) Kiểm tra độ bền trục xoắn Ở tiết diện 1-1 d = 30 (mm) GVHD: Mai Vĩnh Phúc 58 SVTH: Trịnh Minh Phước Tính toán, thiết kế hệ thống đóng nắp chai dây chuyền sản xuất nước đóng chai Mu = 718270 (Nmm) W = 232000 (mm3) M a = u = 3,09 (N/mm2) W Mx = 332422 (Nmm) W0 = 497000 (mm3) a  Mx = 0,69 (N/mm2) 2.W0 Chọn hệ số kích thước: k , k , ,   = 0,83  = 0,71 k = 1,49 k = 1,5 Vậy ta có: n = 270 = 48,67 1,49.3,09 0,83 n = 150 = 102,89 1,5.0,69 0,71 Suy ra: n = 406,76  [n] Suy hệ số tính đủ an toàn 3.5.4 Tính then trục Để cố định bánh theo phương tiếp tuyến, nói cách khác để truyền moment chuyển động từ trục đến bánh, ta dùng then Đường kính trục mặt cắt (1-1) để lắp then d1-1 = 62 (mm) Tra bảng ta có thông số then: b = 18 h = 11 t = 5,5 t1 =5,6 k = 6,8 Chiều dài then l = 0,8.lm (lm chiều dài mayơ lấy 80 mm) Vậy l = 0,8.80 = 64 (mm) Vì điều kiện làm việc trục có va đập nhẹ, vật liệu làm trục thép C45 nên theo ta chọn []d = 100 (N/mm2), c = 87 (N/mm2) Kiểm nghiệm sức bền dập: GVHD: Mai Vĩnh Phúc 59 SVTH: Trịnh Minh Phước Tính toán, thiết kế hệ thống đóng nắp chai dây chuyền sản xuất nước đóng chai d  2M x  95,09   d (N/mm2) d11 k l Kiểm nghiệm sức bền cắt: c  2M x  38,16  []c (N/mm2) d 2 b.l  Với đường kính chọn trục đủ bền Đường kính trục mặt cắt (2-3) để lắp then d2-2 = 85 (mm) Tra bảng ta có thông số then: b = 24 h = 14 t=7 t1 =7,2 k = 8,7 Chiều dài then l = 0,8.lm (lm chiều dài mayơ lấy 100 mm) Vậy l = 0,8.100 = 80 (mm) Vì điều kiện làm việc trục có va đập nhẹ, vật liệu làm trục thép C45 nên theo ta chọn []d = 100 (N/mm2), c = 87 (N/mm2) Kiểm nghiệm sức bền dập: d  2M x  46,61   d (N/mm2) d11 k l Kiểm nghiệm sức bền cắt: c  2M x  16,70  []c (N/mm2) d 22 b.l  Với đường kính chọn trục đủ bền Đường kính trục mặt cắt (3-3) để lắp then d3-3 = 85 (mm) Tra bảng ta có thông số then: b = 24 h = 14 t=7 t1 =7,2 k = 8,7 Chiều dài then l = 0,8.lm (lm chiều dài mayơ lấy 100 mm) Vậy l = 0,8.100 = 80 (mm) GVHD: Mai Vĩnh Phúc 60 SVTH: Trịnh Minh Phước Tính toán, thiết kế hệ thống đóng nắp chai dây chuyền sản xuất nước đóng chai Vì điều kiện làm việc trục có va đập nhẹ, vật liệu làm trục thép C45 nên theo ta chọn []d = 100 (N/mm2), c = 87 (N/mm2) Kiểm nghiệm sức bền dập: d  2M x  46,61   d (N/mm2) d11 k l Kiểm nghiệm sức bền cắt: c  2M x  16,70  []c (N/mm2) d 22 b.l  Với đường kính chọn trục đủ bền 3.5.5 Tính then trục xoắn Để cố định bánh theo phương tiếp tuyến, nói cách khác để truyền moment chuyển động từ trục đến bánh, ta dùng then Đường kính trục mặt cắt (1-1) để lắp then d1-1 = 40 (mm) Tra bảng ta có thông số then: b = 12 h=8 t = 4,5 t1 =3,6 k = 4,4 Chiều dài then l = 0,8.lm (lm chiều dài mayơ lấy chiều rộng bánh 150 (mm)) Vậy l = 0,8.150 = 120 (mm) Vì điều kiện làm việc trục có va đập nhẹ, vật liệu làm trục thép C45 nên theo ta chọn []d = 100 (N/mm2), c = 87 (N/mm2) Kiểm nghiệm sức bền dập: d  2M x  31,47   d (N/mm2) d11 k l Kiểm nghiệm sức bền cắt: c  2M x  11,54  []c (N/mm2) d 2 b.l GVHD: Mai Vĩnh Phúc 61 SVTH: Trịnh Minh Phước Tính toán, thiết kế hệ thống đóng nắp chai dây chuyền sản xuất nước đóng chai  Với đường kính chọn trục đủ bền 3.6 Chọn ổ lăn 3.6.1 Chọn ổ lăn trục Chọn ổ bi đỡ chặn có lực dọc trục tác dụng tác lên trục Hình 3.6: Sơ đồ chọn ổ cho trục Dự kiến chọn kiểu 3600 góc  = 120 [2] Hệ số khả làm việc tính theo [2]: C = Q.(n.h)0,3  Cbảng Trong đó: n = 5,56 (vòng/phút), số vòng quay ổ h = 16.300.5 = 24000 giờ, thời gian phục vụ máy Q – tải trọng tương đương, (daN) Q = (Kv.R + m.At).Kn.Kt [2] Trong đó, At tổng đại số lực dọc trục m = 1,5 [2] Kt = 1,1 tải trọng động (va đập nhẹ) [2] Kn = nhiệt độ làm việc 1000 [2] Kv = vòng ổ quay [2] GVHD: Mai Vĩnh Phúc 62 SVTH: Trịnh Minh Phước Tính toán, thiết kế hệ thống đóng nắp chai dây chuyền sản xuất nước đóng chai RA = 2 RBx  RBy = 10105,90 (N) RB = 2 REx  REy = 4801,59 (N) Lực dọc trục At = 168.9,81=1648,08 (N)  QA = (1.10105,90 + 1,5.1648,08).1.1,1 = 13835,83 (N) = 1383,58 (daN)  QB = (1.5990,85+ 1,5.1648,08).1.1,1 = 9309,26 (N) = 930,92 (daN) Vì lực QB > QA nên ta chọn ổ cho gối đỡ B ổ gối đỡ A lấy theo để thuận tiện cho việc chế tạo lắp ghép Suy ra: C = 1383,58.(5,56.24000)0,3= 47707,87 Ứng với d = 50 (mm) tra bảng ta chọn ổ ký hiệu 36210 có Cbảng = 54000 > C, đường kính (ổ bi đỡ chặn) D = 90 (mm), chiều rộng B = 20 (mm) 3.6.2 Chọn ổ lăn trục xoắn Chọn ổ bi đỡ chặn có lực dọc trục tác dụng tác lên trục Hình 3.7 Sơ đồ chọn ổ cho trục xoắn Dự kiến chọn kiểu 3600 góc  = 120 [2] Hệ số khả làm việc tính theo [2]: C = Q.(n.h)0,3  Cbảng Trong đó: n = 43,38 (vòng/phút), số vòng quay ổ h = 16.300.5 = 24000 giờ, thời gian phục máy GVHD: Mai Vĩnh Phúc 63 SVTH: Trịnh Minh Phước Tính toán, thiết kế hệ thống đóng nắp chai dây chuyền sản xuất nước đóng chai Q – tải trọng tương đương, (daN) Q = (Kv.R + m.At).Kn.Kt [2] Trong đó, At tổng đại số lực dọc trục m = 1,5 [2] Kt = 1,1 tải trọng động (va đập nhẹ) [2] Kn = nhiệt độ làm việc 1000 [2] Kv = vòng ổ quay [2] RA = RBx  RBy = 3420 (N) Lực dọc trục At với lực đẩy xylanh F = 1100 (N)  QA = (1.3420 + 1,5.1100).1.1,1 = 6705,60 (N) = 670,56 (daN) Suy ra: C = 670,56.(43,83.24000)0,3= 42956,84 Tra bảng ta chọn ổ ký hiệu 36206 có Cbảng = 49000 > C, đường kính d = 30 (mm), đường kính (ổ bi đỡ chặn) D = 62 (mm), chiều rộng B = 16 (mm) 3.7 Lực siết nắp chai Lực siết cần thiết đầu xoắn siết vào nắp chai không chặt để làm nắp chai bị tuôn răng: V= 2.K M x 2.1,2.250 = = 53,57 f D 2.0,2.28 Trong đó: K hệ số tải trọng động (1,2-1,5) Mx moment xoắn danh nghĩa Tra bảng ta có Mx = 250 f hệ số ma sát (0,15-0,2) D đường kính GVHD: Mai Vĩnh Phúc 64 SVTH: Trịnh Minh Phước Tính toán, thiết kế hệ thống đóng nắp chai dây chuyền sản xuất nước đóng chai 3.8 Cơ cấu vận chuyển chai Ta có: Đường kính chai: 50 – 100 (mm) Chiều cao chai:150 – 320 (mm) Đường kính nắp chai: 28 (mm) Chiều cao nắp chai: 17,8 (mm) Đường kính cổ chai:30 (mm) Đường kính cổ chai 25,6 (mm) Chiều dài từ nắp đến cổ chai 23 (mm) Đĩa tải trên: Ta chọn đường kính đĩa tải 540 (mm), bề dày (mm), số rãnh đĩa tải rãnh, bán kính rãnh 13,5 (mm), đường kính 320 (mm), lỗ lắp bulông 32 (mm) GVHD: Mai Vĩnh Phúc 65 SVTH: Trịnh Minh Phước Tính toán, thiết kế hệ thống đóng nắp chai dây chuyền sản xuất nước đóng chai Hình 3.8: Đĩa tải Đĩa tải dưới: Ta chọn đường kính đĩa tải 540 (mm), bề dày (mm), số rãnh đĩa tải rãnh, bán kính rãnh 55 (mm), đường kính 320 (mm), lỗ lắp bulông 32 (mm) Hình 3.9: Đĩa tải 3.9 Cơ đấu xoắn chai GVHD: Mai Vĩnh Phúc 66 SVTH: Trịnh Minh Phước Tính toán, thiết kế hệ thống đóng nắp chai dây chuyền sản xuất nước đóng chai Hình 3.10: Đầu xoắn chai Trong đó: ren M14 lỗ bắt vít điều chỉnh độ chặt xoắn Có đường kính (mm) đường kính d = 35 (mm) đường kính d = 50 (mm) 3.10 Chọn xylanh Lực tác dụng lên đầu xylanh F = [1,3(mtđx + mbr + mol + mđx)].10 = [1,3.(6,12 + + 0,28 + 1)].10 =148,2 (N) Để bù cho ma sát chi tiết với ta nhân lực tác dụng với hệ số 1,3 GVHD: Mai Vĩnh Phúc 67 SVTH: Trịnh Minh Phước Tính toán, thiết kế hệ thống đóng nắp chai dây chuyền sản xuất nước đóng chai Căn theo tiêu chuẩn ta chọn xylanh khí nén loại numatics 6432 có thông số sau: Hình 3.11: Xylanh Ta có tổng chiều dài: 220 (mm) Hành trình piston: 96 (mm) Lực đẩy: 1100 (N) Lực kéo: 950 (N) Đường kính ren đầu: M16x1.5 Đường kính ren đuôi: M45x1.5 3.11 Phân bố thời gian xoắn chai Ta có: Số vòng quay phút n = 5,56 Thời gian đĩa quay vòng: t = GVHD: Mai Vĩnh Phúc 68 60 = 10,79 (s) 5,56 SVTH: Trịnh Minh Phước Tính toán, thiết kế hệ thống đóng nắp chai dây chuyền sản xuất nước đóng chai Phân chia thời gian vòng quay: Thời gian vào chai (s) Thời gian xoắn chai (s) Thời gian thoát chai (s) Thời gian chạy không 0,79 (s) GVHD: Mai Vĩnh Phúc 69 SVTH: Trịnh Minh Phước Tính toán, thiết kế hệ thống đóng nắp chai dây chuyền sản xuất nước đóng chai Chương KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 4.1 Kết luận Sau gần tháng nghiên cứu, thực đề tài hệ thống đóng nắp chai dây chuyền sản xuất nước đóng chai Tôi đạt kết sau: Tính toán, thiết kế chi tiết hệ thống đóng nắp chai dây chuyền sản xuất nước đóng chai như: trục xoắn, trục chính, đĩa tải chai nước, … Mô hình hóa hệ thống đóng nắp chai dây chuyền sản xuất nước đóng chai với vẽ: vẽ lắp vẽ chi tiết Tìm hiểu nguyên lý hoạt động máy xoắn nắp chai 4.2 Kiến nghị Để tiếp tục đề tài xin đề xuất hướng nghiên cứu sau: Mô hệ thống đóng nắp chai dây chuyền sản xuất nước đóng chai Phát triển thêm hệ thống điện hệ thống GVHD: Mai Vĩnh Phúc 70 SVTH: Trịnh Minh Phước Tính toán, thiết kế hệ thống đóng nắp chai dây chuyền sản xuất nước đóng chai TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Nguyễn Thanh Nam, Phương pháp thiết kế sản phẩm, 2007, Nhà xuất Đại học Quốc gia TP Hồ Chí Minh [2] Nguyễn Trọng Hiệp, Thiết kế chi tiết máy, 2004, Nhà xuất Giáo Dục [3] Trịnh Chất – Lê Văn Uyển, Tính toán thiết kế hệ dẫn động khí tập 1, 2, Nhà xuất Giáo Dục [4] Hà Văn Vui, Dung sai lắp ghép kỹ thuật đo lường, 2004, Nhà xuất Khoa học kỹ Thuật [5] Nguyễn Hữu Lộc, Cơ sở thiết kế máy, 2011, Nhà xuất Đại học Quốc gia TP Hồ Chí Minh [6] Trần Văn Địch, Thiết kế đồ án công nghệ chế tạo máy, 2004, Nhà xuất Khoa học kỹ thuật [7] Nguyễn Đắc Lộc, Sổ tay công nghệ chế tạo máy tập 1, 2, 3, 2005, Nhà xuất Khoa học kỹ thuật [8] Trần Văn Địch, Sổ tay gia công cơ, 2002, Nhà xuất Khoa học kỹ thuật [9] http://www.google.com/patents/US4939890 [10] Patent Drawing bottle screw capping machine GVHD: Mai Vĩnh Phúc 71 SVTH: Trịnh Minh Phước [...]... rộng rãi trong ngành sản xuất đồ uống, mỹ phẩm và hóa chất công nghiệp… Máy có tác dụng đóng bao kín các loại chai nhựa, thủy tinh, chai rượu, đảm bảo việc niêm phong kín, không rò rỉ nguyên liệu ra ngoài GVHD: Mai Vĩnh Phúc 10 SVTH: Trịnh Minh Phước Tính toán, thiết kế hệ thống đóng nắp chai trong dây chuyền sản xuất nước đóng chai Hình 1.8: Hệ thống đóng nắp chai Hệ thống sản xuất nước đóng chai hiện... với loại nắp chai ông William Painter đã sáng chế ra loại máy đóng nắp chai với công suất 60 – 100 chai/ h Sau đó, năm 1973 quy trình đóng nắp chai nhựa nhiệt dẻo, năm 1977 máy đóng nắp có băng truyền tải ra đời… GVHD: Mai Vĩnh Phúc 1 SVTH: Trịnh Minh Phước Tính toán, thiết kế hệ thống đóng nắp chai trong dây chuyền sản xuất nước đóng chai Hình 1.1: Máy đóng nắp chai 1.2 Các loại máy đóng nắp chai ở Việt... Phúc – Hà Nội với dây chuyền sản xuất nước ngọt có gas - Máy rửa, chiết, xoắn nắp chai nước có gas MKTECH 50 – 50 -15 Hình 1.5: Máy rửa, chiết, xoắn nắp chai nước có gas MKTECH 50 – 50 -15 GVHD: Mai Vĩnh Phúc 6 SVTH: Trịnh Minh Phước Tính toán, thiết kế hệ thống đóng nắp chai trong dây chuyền sản xuất nước đóng chai Thông số kỹ thuật máy xoắn nắp chai MKTECH 50 – 50 -15: Loại chai Chai nhựa tròn hoặc... chai Sau khi đóng xong cảm biến lại báo hiệu cho hệ thống, điều khiển chai đến khâu tiếp theo GVHD: Mai Vĩnh Phúc 11 SVTH: Trịnh Minh Phước Tính toán, thiết kế hệ thống đóng nắp chai trong dây chuyền sản xuất nước đóng chai Chương 2 CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ 2.1 Các yêu cầu đối với máy đóng nắp chai Các loại chai sử dụng: Chai nhựa Đường kính chai: 50 – 100 mm Chiều cao chai: 150 – 300 mm Miệng chai: Có... 2.5: Sơ đồ biến thể 2 Nắp gài lên chai Vận chuyển Xoắn nắp chai Vận chuyển Hình 2.6: Sơ đồ biến thể 3 Nắp gài lên chai Vận chuyển Xoắn nắp chai Hình 2.7: Sơ đồ biến thể 4 Xoắn nắp chai Nắp gài lên chai Vận chuyển Vận chuyển Vận chuyển Hình 2.8: Sơ đồ biến thể 5 GVHD: Mai Vĩnh Phúc 14 SVTH: Trịnh Minh Phước Tính toán, thiết kế hệ thống đóng nắp chai trong dây chuyền sản xuất nước đóng chai Từ các sơ đồ... Phước Tính toán, thiết kế hệ thống đóng nắp chai trong dây chuyền sản xuất nước đóng chai Cấu trúc 3: Nước được rót đầy chai qua cơ cấu cấp nắp sau đó đến vị trí đóng chai Ở đây, đầu xoắn kết hợp với băng tải vừa xoắn vừa di chuyển đưa chai đến công đoạn tiếp theo Phễu cấp phôi Động cơ Băng tải dạng đĩa Băng tải Cấu trúc 4: Chai sẽ được điền đầy nước rồi qua cơ cấu cấp nắp bằng piston đến cơ cấu đóng nắp. .. các bước sau: Nắp gài lên chai Vận chuyển Xoắn nắp chai Vận chuyển Hình 2.3: Sơ đồ khối chức năng 1 2.2.2 Các biến thể của sơ đồ khối chức năng Nắp gài lên chai Xoắn nắp chai Vận chuyển Vận chuyển Hình 2.4: Sơ đồ biến thể 1 GVHD: Mai Vĩnh Phúc 13 SVTH: Trịnh Minh Phước Tính toán, thiết kế hệ thống đóng nắp chai trong dây chuyền sản xuất nước đóng chai Xoắn nắp chai Nắp gài lên chai Vận chuyển Vận chuyển... máy xoắn nắp chai, đặc biệt là các máy xoắn nắp chai cỡ nhỏ và trung bình Một số máy đóng nắp chai: - Máy xoắn nắp FXZ-1 Công ty Minh Tân ETA Hà Nội Máy thích hợp cho chai nhựa, thủy tinh, tính năng hoàn thiện, làm việc đáng tin cậy, thao tác thuận tiện, bảo dưỡng đơn giản GVHD: Mai Vĩnh Phúc 2 SVTH: Trịnh Minh Phước Tính toán, thiết kế hệ thống đóng nắp chai trong dây chuyền sản xuất nước đóng chai Hình... liên kết với nhau bởi nhiều khâu: khâu cấp chai, rửa chai, rót liệu, đóng nắp, dán nhãn… Quy trình đóng nắp chai: Khâu đóng nắp gồm cấp nắp và đóng nắp chai Cơ cấu cấp nắp đã được gài sẵn trên băng tải Khi chai được rót đầy liệu, băng tải chuyển chai đến vị trí đóng nắp nhờ cảm biến vị trí hệ thống băng tải sẽ dừng lại ngay vị trí đóng Cảm biến sẽ báo cho bộ điều khiển, điều khiển hệ thống đóng nắp chai. .. SVTH: Trịnh Minh Phước Tính toán, thiết kế hệ thống đóng nắp chai trong dây chuyền sản xuất nước đóng chai Trên thế giới đã có nhiều bằng sáng chế về dây chuyền sản xuất nước giải khát: Năm 2014 bằng sáng chế “Bộ máy rót chai/ phương pháp đóng nắp (Bottle filling/ capping methods and apparatus)” của Church & Dwight Co, năm 2012 với “Máy ứng dụng cho các nắp trên các hộp đựng như chai và các loại tương ... Phước Tính toán, thiết kế hệ thống đóng nắp chai dây chuyền sản xuất nước đóng chai Hình 1.8: Hệ thống đóng nắp chai Hệ thống sản xuất nước đóng chai đại liên kết với nhiều khâu: khâu cấp chai, ... Phước Tính toán, thiết kế hệ thống đóng nắp chai dây chuyền sản xuất nước đóng chai Chương CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ 2.1 Các yêu cầu máy đóng nắp chai Các loại chai sử dụng: Chai nhựa Đường kính chai: ... Tính toán, thiết kế hệ thống đóng nắp chai dây chuyền sản xuất nước đóng chai Công ty cổ phần thương mại Việt An đường Bàu Cát - Tân Bình - TP.HCM: Cơ sở sản xuất nước đóng bình 20L dây chuyền sản