Thiết kế dây chuyền tự động lắp ráp bút chì (TL034) 2

Tài liệu tham khảo Thiết kế dây chuyền tự động lắp ráp bút chì (TL034)

Chương 4: THIẾT KẾ SƠ ĐỒ ĐỘNG, MÔ TẢ HOẠT ĐỘNG CỦA DÂY CHUYỀN Với phương án đã lựa chọn ta tiến hành thiết kế nguyên lý và sơ đồ động. 4.1 Thiết kế sơ đồ nguyên lý: Dòng vật liệu được bố trí theo đường thẳng, chi tiết cơ sở (cán) được di chuyển lần lược qua các vò trí: cấp ruột, cấp tảm, . . Các cơ cấu lắp được bố trí dọc theo dòng vật liệu. 4.1.1 Sơ đồ khối: 4.1.2 Sơ đồ nguyên lý Từ sơ đồ khối như trên ta có sơ đồ nguyên lý như sau: 4.2 Thiết kế sơ đồ động 4.3 Mô tả hoạt động: Khi động cơ quay, trục của động cơ truyền qua hộp giảm tốc làm cho trục cam quay. Ở trên trục này có 4 cam ( cam 1, 2, 3, 4 tương ứng điều khiển các xy lanh ở các vò trí cấp cán, ruột, tảm, vặn tảm ), mỗi cam sẽ điều khiển xy lanh bằng nam châm điện. Khi trục cam quay, cam 1 sẽ tác dụng vào nam châm đầu tiên và nam châm điện này sẽ điều khiển xy lanh ở cụm cấp cán là đẩy cán vào bàn đỡ (bàn đỡ được lắp cố đònh trên dây chuyền ). Sau đó cơ cấu di chuyển sẽ đưa liệu đến vò trí cấp ruột trên bàn đỡ, nhờ vào bộ truyền xích và cơ cấu tay quay. Tại vò trí này thì trên trục cam, cam 2 sẽ tác dụng vào nam châm điện thứ 2, làm cho nam châm có điện và nó điều khiển xy lanh cấp ruột là đẩy ruột vào cán. Tiếp theo phôi liệu được đưa tới máng cấp tảm cũng bằng cơ cấu di chuyển, ở đây xy lanh đẩy tảm vào cán ( ở đây cán đã chứa ruột rồi ) nhờ tác dụng của nam châm điện thứ 3 trên trục cam và cuối cùng cán được đưa tới vò trí vặn tảm bằng cơ cấu di chuyển, ở vò trí này xy lanh sẽø đẩy động cơ tới vò trí của cán và rồi động cơ quay thực hiện công việc là vặn tảm, cơ cấu di chuyển tiếp tục đưa cán (đã thành phẩm ) đến cuối bàn đỡ và cán sẽ rơi xuống thùng chứa, kết thúc chu kỳ làm việc. Chú ý: Sau chu kỳ đầu tiên thì hoạt động của dây chuyền thực hiện một cách đồng bộ hơn. Nghóa là tại vò trí cụm cấp cán, xy lanh thực hiện chuyển động trước là đẩy cán xuống bàn đơ.õ Tiếp theo cơ cấu di chuyển đưa cán đến cácvò trí như: cấp ruột, cấp tảm, vặn tảm. Ở đây các xy lanh của cơ cấu cấp ruột, cấp tảm, vặn tảm sẽ hoạt động đồng bộ. Chương 5: PHÂN TÍCH KHÁI QUÁT DÂY CHUYỀN Trong dây chuyền bao gồm các cơ cấu,bộ phận: • Cơ cấu vận chuyển phôi. • Cơ cấu cấp phôi. • Cơ cấu kiểm tra. • Chương trình điều khiển. • Bộ phận công tác. 5.1 Các phương pháp vận chuyển phôi Vận chuyển liên tục. Vận chuyển đồng bộ gián đoạn. Vận chuyển theo kiểu đẩy tự do. Ta thấy phôi liệu di chuyển một cách đồng bộ trên giá đỡ nhờ cơ cấu di chuyển, nhưng có khoảng thời gian chờ để các cơ cấu (cấp cán ,ruột…) thực hiện quá trình lắp ráp. Do đó cơ cấu vận chuyển của ta là vận chuyển đồng bộ và gián đoạn. • Các cơ cấu vận chuyển : - Cơ cấu vận chuyển đường thẳng Hệ thống di chuyển kiểu thanh gạt: Với cơ cấu vận chuyển kiểu thanh gạt, phôi liệu được nâng lên khỏi vò trí của giá đỡ và được hạ xuống vò trí kế tiếp trên giá đỡ, nghóa là phôi liệu đã được di chuyển sang vò trí mới trên giá đỡ. Hình 1: Cơ cấu vận chuyển được sử dụng trong dây chuyền. - Hệ thống vận chuyển kiểu con lăn quay - Hệ thống băng tải xích Kết luận: Từ các hệ thống vận chuyển phôi như trên ta thấy cơ cấu vận chuyển theo đường thẳng là phù hợp và phương pháp vận chuyển phôi là đồng bộ và gián đoạn. 5.2 Cơ cấu cấp phôi: Các phôi được dùng trong dây chuyền là các phôi rời ( cán ,ruột ,tảm…).Ta đi tìm hiểu về các loại phôi rời và quy luật chuyển động của nó để từ đó lựa chọn kiểu cấp phôi hợp lý phù hợp với dây chuyền, và đảm bào năng suất yêu cầu. • Phôi rời: Phôi rời là loại phôi sử dụng phổ biến trong quá trình sản xuất hàng loạt và hàng khối, đây là loại phôi vô cùng đa dạng về hình dáng, phong phú về chủng loại và kích thước. Điều đó đã gây nhiều khó khăn trong việc tự động hoá cấp phôi. Vì vậy, việc phân loại phôi rời có ý nghóa rất lớn trong lựa chọn các cơ cấu cấp phôi. Thông thường, phôi rời được phân loại theo hình dáng. Trong một số trường hợp, nếu hình dáng không phản ánh hết đặc trưng của phôi thì ta dựa trên những tính chất khác của phôi như: kích thước, trọng lïng, lượng dư, dung sai, độ nhấp nhô bề mặt, độ bền, thời gian gia công, tính chất cơ lý, … để phân loại. • Phân loại các cơ cấu cấp phôi rời: Để cấp phôi rời cho máy, người ta thường dùng ổ trữ phôi hoặc cụm cấp phôi. - Ổ Trữ Phôi: 3 4 5 2 1 + Ổ trữ phôi có thể gọi là thiết bò cấp phôi bán tự động. Chức năng của nó là dự trữ, bảo quản và cung cấp phôi đã được đònh hướng cho máy. Phôi ở đây có hình dạng phức tạp nên phải đònh hướng bằng tay. + Điều kiện để sử dụng ổ cấp phôi đó là thời gian gia công một chi tiết, trong trường hợp này đó là đóng hoặc vặn xong một nắp chai. + Nguyên tắc làm việc của ổ trữ phôi là như sau: Phôi (2) được cấp đònh hướng bằng tay và được trữ trong máy hoặc cụm (1). Trong máng dẫn (5) phôi rơi xuống cơ cấu đưa phôi (3) và đưa vào vò trí làm việc của máy. ổ trữ phôi có kết cấu khá đơn giãn vì không có cơ cấu đònh hướng phôi. - Cụm cấp phôi: Trong trường hợp đònh hướng được phôi thì người ta dùng cụm cấp phôi. Chúc năng của nó là dự trữ, bảo quản, đònh hướng và cung cấp phôi cho máy. 3 2 4 5 6 1 + Nguyên lý làm việc của cụm cấp phôi như sau: Phôi (4) được dự trữ và bảo quản trong cụm chứa(1). nhờ cơ cấu cam chiếm giữ (2) mà phôi (4) được đưa lên máng dẫn (5) qua cơ cấu đònh hướng (6). Sau khi được đònh hướng phôi sẽ được rơi vào máng (5) còn những phôi không đònh hướng sẽ được gạt rơi xuống cụm chứa (1). Theo máng dẫn (5), phôi sẽ được đưa vào vò trí làm việc của máy thông qua cơ cấu đưa phôi (3). Kết luận: + Ổ trữ phôi không đònh hướng được phôi tự động mà phải đònh hướng bằng tay. + cụm cấp phôi đònh hướng được phôi ( dự trữ, bảo quản, đònh hướng và cấp phôi cho máy) Do đó chọn loại cụm cấp phôi.  Một số cơ cấu cấp phôi rời thông dụng • Cụm cấp phôi kiểu giá nâng: Kiểu song song Kiểu nối tiếp - Cụm cấp phôi kiểu giá nâng có hai loại cơ bản: thứ nhất là kiểu giá nâng nối tiếp với máng dẫn và thứ hai là loại có giá nâng song song với máng dẫn. - Cụm cấp phôi kiểu giá nâng nối tiếp với máng dẫn đạt năng suất thấp nên ít được sử dụng. Ở đây giá nâng sẽ đi từ phía dưới lên trên và đem một số phôi đến vò trí máng dẫn. Lên đến vò trí trên cùng, giá nâng phải dừng một lúc để cho phôi có thời gian dòch chuyển từ giá nâng qua máng dẫn. - Cụm cấp phôi kiểu giá nâng song song với máng dẫn đạt nâng suất cao hơn. nó có thể được bố trí từ một hoặc hai giá nâng để cấp phôi cho máng dẫn. với loại cụm này khi giá nâng lên đến vò trí trên cùng ( tương ứng với vò trí của máng dẫn ) thì tất cả phôi trên giá nâng đều lăn qua máng dẫn và nó lại hạ xuống để nâng một nhóm phôi khác tiếp tục. - Đặc điểm: Tùy theo nón ma sát giữa phôi và máng dẫn mà ta bố trí góc nghiêng của máng cho hợp lý. theo phương pháp thiết kế thì chọn góc nghiêng α của máng dẫn sao cho µα tgtg  ( với hệ số ma sát giữa phôi và bề mặt máng dẫn). Thông thường, nếu phôi lăn từ giá nâng sang máng dẫn thì chọn 0 20≤ α ; nếu phôi trượt thì chọn 0 45= α . Một số ưu điểm của cụm cấp phôi loại này là kết cấu gọn nhẹ, đơn giản. Năng suất cao, do có thể bố trí nhiều giá nâng trong một cụm chứa phôi ( với loại cụm có giá nâng song song với máng dẫn thì năng suất có thể đạt từ 500400 ÷ chiếc/phút). • Cụm cấp phôi kiểu rung động: CẤP PHÔI KIỂU PHỄU RUNG α 1 2 3 10 9 4 5 8 7 6 - Cụm cấp phôi kiểu rung động: Là một loại thiết bò cấp phôi tự động được sử dụng rộng rãi để cấp phôi cho máy cắt kim loại, các máy kiểm tra phân loại hoặc của nhiều ngành kinh tế quốc dân. - Cấu tạo: phần rung là nhờ nam châm điện khi hút, khi nhả các lò xo lá tạo chuyển động theo một đường xoắn với góc nâng của máng, phần di động (4) của nam châm điện (5) được gắn chặt với đáy cụm, còn phần cố đòng (6) được gắn chặt trên đế gang nhờ vào 4 vít cấy. Nhờ vào 4 vít cấy có thể điều chỉnh được khe hở cần thiết giữa hai má của nam châm điện. Toàn bộ phểu được gắn trên ba thanh lò xo lá 1 nghiêng đi một góc so với mặt phẳng nằm ngang của đế gang, để giảm dao động xuống trên nền cần gắn vào đế gang miếng cao su giảm chấn - Nguyên lý hoạt động: cho phểu rung rung động xoắn (lắc xung quanh trục thẳng đứng và chuyển động lên xuống cùng một tần số), phôi đang nằm hổn độn trong cụm trữ phôi sẽ tản ra xung quanh thành của máng rung xoắn bằng nhôm rồi theo các đầu mối của máng xoắn 3 mà chuyển động lên dần. Cơ cấu đònh hướng phôi đặt ở lưng chừng máng sẽ gạt rơi trở lại đáy cụm (2) những phôi đònh hướng chưa đúng. Những phôi đã đïc đònh hùng được dẫn ra máng dẫn để vào máy tự động. - Đặc điểm: + cụm không có cơ cấu cặp phôi. + Phạm vi ứng dụng lớn, linh hoạt trong sản xuất. + Dể điều chỉnh. + Dùng chủ yếu cấp phôi rời có kích thước nhỏ. • Cụm cấp phôi kiểu móc: - Sơ đồ và nguyên lý hoạt động: phôi liệu (1) từ cụm cấp (2) rơi vào buồng thứ hai của cụm. Trong qúa trình quay các móc (3) sẽ móc chi tiết nâng lên và sẽ rơi theo máng dẫn (4) ra ngoài. - Đặc diểm: dùng cấp phôi cacù dạng cốc đường kính d, chiều dài l 4 3 CẤP PHÔI KIỂU MÓC 2 1 Nhận xét: Khó đảm bảo vận tốc đồng bộ giữa móc và phôi ra khỏi cụm. • Cụm cấp phôi kiểu đóa: - Cụm cấp phôi kiểu đóa Là loại thiết bò cấp phôi tự động được sử dụng rộng rãi. - Nguyên lý làm việc của cụm: Phôi được chứa hỗn độn trong cụm (6) và rơi vào đúng túi (5) của đóa (2). đóa này được quay tròn xung quanh trục (3) nghiêng một góc so với mặt phẳng nằm ngang. Đến một vò trí nhất đònh phôi sẽ rơi từ túi ra máng dẫn. [...]... TL [6], ngh =25 50 vg/ph n = 70 vg/ph Thỏa mãn điều kiện - Đònh khoảng cách trục A và số mắc xích: Số mắc xích được tính theo công thức: 2 Z + Z 2A  Z − Z  t X = 1 2 + + 1 2 2 t  2  A Chọn A = 50t = 50. 12. 7 = 635 mm Z1 = 27 răng Z2 = 27 răng 2 →X = 27 + 27 2 × 635  27 − 27  12. 7 + + = 127 → X = 128  2 12. 7  2  635 Tính lại khoảng cách theo công thức 4.5 TL [6] Z + Z2 Z + Z2 2 t  Z −... TL [6], ngh =25 50 vg/ph n = 70 vg/ph Thỏa mãn điều kiện - Đònh khoảng cách trục A và số mắc xích: Số mắc xích được tính theo công thức: 2 Z + Z 2A  Z − Z  t X = 1 2 + + 1 2 2 t  2  A Chọn A = 50t = 50. 12. 7 = 635 mm Z1 = 27 răng Z2 = 27 răng 2 →X = 27 + 27 2 × 635  27 − 27  12. 7 + + = 127 → X = 128  2 12. 7  2  635 Tính lại khoảng cách theo công thức 4.5 TL [6] Z + Z2 Z + Z2 2 t  Z −... (X − 1 ) − 8 2  4 2 2  2   A= 2     2 12. 7  27 + 27 27 + 27 2  27 − 27   100 − + (100 − ) − 8   = 641mm 4  2 2  2     Để đảm bảo độ võng bình thường, tránh cho xích khỏi bò căng quá, ta giảm khoảng cách trục A đi một khoảng ∆A = 0.003 A → ∆A = 1. 92 → A = 638mm Kiểm nghiệm số lần va đập trong 1 giây theo công thức 4.5 TL [6], Z n 27 × 50 u= = = 0.73 15 X 15 × 128 Tra TL [7]... (X − 1 ) − 8 2  4 2 2  2   A= 2     2 12. 7  27 + 27 27 + 27 2  27 − 27   100 − + (100 − ) − 8   = 641mm 4  2 2  2     Để đảm bảo độ võng bình thường, tránh cho xích khỏi bò căng quá, ta giảm khoảng cách trục A đi một khoảng ∆A = 0.003 A → ∆A = 1. 92 → A = 638mm Kiểm nghiệm số lần va đập trong 1 giây theo công thức 4.5 TL [6], Z n 27 × 50 u= = = 0.73 15 X 15 × 128 Tra TL [7]... xích ống con lăn r = 0.502d 1 + 0.05 = 3.95 +Đóa bò dẫn Đường kính vòng chia: dc =109.4 mm Đường kính vòng 180  180    d c = t  k + cot g  = 12. 7 0.6 + cot g  = 116.2mm Z  27    Với t = 12. 7 ; Z = 27 ; k = 0.6 Đường kính vòng chân: d i = d c − 2r = 116 .2 − 2 × 3.95 = 101.5mm Với r là bán kính ống lăn của xích ống con lăn r = 0.502d 1 + 0.05 = 3.95 đỉnh: 6.1.1 .2 Thiết kế bộ truyền xích từ đầu... cấu sẽ có liên kết một chiều sẽ có sự tháo khớp tạm thời ,gia tốc thực tế sẽ có giá trò hữu hạn,phụ thuộc lực đàn hồi lò xo Cuối cùng căn cứ vào hệ thức (3.9) chọn trước giá trò lớn nhất của gia tốc a1’=b1’ × ω 2 1, ứng với khi đó lực quán tính không lớn , ta có thể xác đònh được k1: 2 2h.ω 1 2h k1 = = b1′ ϕ 21 − 2h a1′ϕ 21 − 2hω 21 (3.11) đối với động cơ nhiệt :0< k1