Thiết kế máy in lụa bán tự động

Tuy nhiên các máy công cụ tham gia vào việc chế bảng thì rất tốn kém và bảo trì cao vì ưu tính của loại in này và nhu cấu bức thiết của nó nhà in phải có sức đầu tư lớn .Một sự hỏng hóc

LỜI CẢM ƠN

Em tên là Nguyễn Bá Duy sinh viên trường Đại Học Bách Khoa TPHCM Nay em đã hoàn tất Luận Văn Tốt Nghiệp và hoàn tất đề tài nghiên cứu chế tạo máy Đề tài của em là Thiết Kế Hệ Dẫn Động Máy In Lụa Bán Tự Động Trong thời gian học tập tại trường

em đã được quí thầy cô tận tình chỉ bảo cho em , em chân thành cám ơn quý thầy cô đã chỉ bảo em nên người và có chuyên ngành về cơ khí Giờ đây em đã nhận đề tài Tốt Nghiệp để trở thành kỹ sư Với kinh nghiệm thấp kém nhưng được sử chỉ dạy tận tình của thầy em đã hoàn thành đề tài này Em xin chân thành cảm ơn thầy Nam đã cho em những

ý tưởng thiết kế máy và hết lòng giúp đỡ em Em cũng rất cảm ơn đến các nhân viên công

ty nơi em thực tập đã có sự trợ giúp hết lòng cho em Sau khi hoàn thành xong đề tài này cũng là chặng đường cuối cùng để em tốt nghiệp ra trường và em xin đóng góp sức mình vào lĩnh vực chuyên nghành cơ khí để chế tạo , sữa chữa những máy móc thiết bị hữu dụng để phục vụ cho nhân dân cho tổ quốc

Sinh viên thực hiện

Nguyễn Bá Duy

PHỤ LỤC LỜI CẢM ƠN ………

CHƯƠNG I TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ IN

1 GIỚI THIỆU VỀ NGÀNH IN

2 THỰC TRẠNG VỀ NGÀNH IN TRONG NƯỚC

3 CÁC DẠNG IN ẤN VÀ IN LỤA

4 GIỚI THIỆU VỀ CÔNG NGHỆ IN LỤA

5 PHÂN TÍCH ĐÁNH GIÁ KINH TẾ KỸ THUẬT MÁY IN LỤA BÁN TỰ ĐỘNG

CHƯƠNG 2 PHÂN TÍCH CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ MÁY IN LỤA BÁN TỰ ĐỘNG

1 PHÂN TÍCH MỤC TIÊU MÁY IN

2 PHÂN TÍCH SƠ ĐỒ ĐỘNG CỦA CÁC LOẠI MÁY IN LỤA BÁN TỰ ĐỘNG

3 CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ MÁY IN LỤA

CHƯƠNG 3 TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ DẪN ĐỘNG CƠ KHÍ

1 TÍNH TOÁN THIẾT KẾ THANH TRUYỀN

2 THIẾT KẾ BỘ PHẬN KÉO MỰC IN

3 TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỘP GIẢM TỐC

4 CHỌN VÀ THIẾT KẾ KHUNG MÁY

CHƯƠNG 4 VẬN HÀNH VÀ BẢO TRÌ MÁY

1 VẬN HÀNH MÁY

2 BẢO TRÌ MÁY

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ IN

1 GIỚI THIỆU VỀ NGÀNH IN

Trong những thông tin đại chúng hiện nay, ngoài thông tin liên lạc bằng máy tính, điện thoại, thư tín , điện tín vv… thông tin báo chí cũng là phần quan trọng không thể thiều trong xã hội

Ngành in giúp chúng ta ghi lại những dữ liệu để lưu trữ Ghi được dữ liệu thông tin một cách nhanh chóng , nhiều Điều đáng nói ở đây là về số lượng và chất lượng ,trang chữ , hình ảnh , màu sắc …

Báo chí hay hình ảnh được mang đến tận tay tần người với một trang chữ in như nhau và màu sắc như nhau là được gia công bởi ngành in Sách , tập , các phần thuộc về dữ liệu lưu trữ kiến thức cơ bản đến nâng cao , những vấn đề đó vẫn được lưu lại theo phong cách cổ điển là lưu trữ trên giấy Vì cách nay xem như một cách thông tin qua được nhiều thế hệ và rẻ nhất Những việc như vậy đều phải đi qua giai đoạn in ấn Điều này cho ta thấy ngành in là một ngành rất cần thiết cho xã hội cho đời sống

2 THỰC TRẠNG VỀ NGÀNH IN TRONG NƯỚC

Ngành in trong nước ta hiện còn phụ thuộc rất nhiều vào các thiết bị máy móc của nước ngoài Các máy móc thiết bị in ấn đa số là thiết bị ngoại nhập , nhìn chung cơ sở vật chất mang tính đa chất năng , kỹ thuật chưa có chuyên môn Các doanh nghiệp vừa và nhỏ còn phụ thuộc rất lớn vào các thiết bị đa phần chưa được hệ thống hóa bằng các sản phẩm cơ khí trong nước , làm cho các khoảng chi phí in bị chi phối vào vốn đầu tư nước ngoài

Các nhà đầu tư ngành in mang quy mô lớn thì hầu như phụ thuộc hoàn toàn vào thiết bị ngoại nhập Các máy móc trong nước hầu như không có độ tin cậy cao , không phù hợp

để đáp ứng thời gian và cũng như giá trị ổn định về sản xuất in ấn vừa nhanh vừa đẹp như máy móc ngoại nhập

Cho đến nay cùng với sự pháp triển của ngành công nghệ kỹ thuật số hàng loạt các máy

in tiên tiến ra đời phục vụ kịp thời cho công việc in ấn , nhưng chủ yếu là các máy móc nhập từ nước ngoài , giá thành tương đối cao , do đó giá thành in ấn cao

Để góp phần tốt cho vai trò quan trọng của ngành in trong nứơc chúng ta phải tập trung giải quyết một số vấn đề đặt ra trong tương lai là :

 Đổi mới thiết bị , cải tiến kỹ thuật , mở rộng và hiện đại hoá các thíêt bị trong nước

 Cải tiến các máy móc có giá trị kinh tế lớn và cải tiến các quá trình kỹ thuật in

 Đào tạo bồi dưỡng đội ngũ cán bộ kỹ thuật , đầu tư và mua công nghệ cao nhằm đáp ứng nhu cầu cấp thiết kỹ thuật in trong nước

Mục đích là làm giảm chi phí trong ngành in trong nước nói chung , cũng như mang lại giá trị lợi nhuận cho nền kinh tế nước nhà

3 CÁC DẠNG IN ẤN VÀ IN LỤA

Trong nhiều thập kỷ qua , từ chiếc máy in đầu tiên ra đời đến nay cơ chế in vẫn

không thay đổi Đó là phải chế tạo được một bảng in mẫu rồi từ bản mẫu đó được sao chép nhiếu lần , ta sẽ được các bản in giống nhau Phần thể hiện cơ bản là mực in và phần phôi gia công là giấy hoặc các nguyên liệu khác

Từ các dạng cơ bản nhất là Mộc đến các dạng in phức tạp nhất là bằng tia Laze

 Con mộc : là dạng in cơ bản , nhưng khâu chế bản rất tốn kém về công sức của người thợ gia công Hiện nay người ta dùng nó ở dạng cơ bản và qui mô nhỏ , nó dùng để lưu các ký hiệu , các bút tích riêng do một người hay một công ty độc quyền về nó

 In roneo : là dạng in phỏng theo mô hình con Mộc cổ điển , nhưng các chữ in được gia công sẵn bằng kẽm và được xắp xếp theo dạng âm bản trên một tấm lưới , sau đó được cuốn tròn theo thân trụ Đó được gọi là bản kẽm , tấm bản này được thao mực và lăn trên giấy hoặc kính tạo ra các bản in Phương pháp này được sử dụng thời gian khá dài (khoảng 40 năm hơn ) Nó có nhược điểm là không in được các tranh ảnh có độ phân giải cao và các hình thù phức tạp như bản đồ , các đường cong vật lý …

 In offset : Đây là loại in thông dụng nhất hiện nay vì nó cho độ phân giải cao nhất hiện nay , màu sắc và chất lượng rất đẹp Khâu chế bản in đơn giản và in được nhiều sản phẩm do dễ dàng tự động hoá Tuy nhiên các máy công cụ tham gia vào việc chế bảng thì rất tốn kém và bảo trì cao vì ưu tính của loại in này và nhu cấu bức thiết của nó nhà in phải có sức đầu tư lớn Một sự hỏng hóc nhỏ trong quá trình in có thể gây nhiều tổn thất lớn liên quan kéo theo như hụt vốn đầu tư hoặc truy cập thông tin cho sách học sinh, sinh viên chậm trễ…

 In lụa : Là loại in theo công nghệ thủ công , loại này rất thông dụng cho đường nét sắc sảo , độ phân giải kém hơn so với in offset Nhưng nói về phương pháp và công nghệ in thì in lụa rẻ hơn nhiều in offset Khâu chế bản đơn giản vàrẻ tiền , nhưng nói về tính công nghệ vẫn không bằng in offset ,khó tự động hoá trên máy móc Trong in lụa bản in có thể chế tạo lại nhiều lần mà không cần thay đổi lụa đây là điểm lợi nhất trong in lụa Máy móc công cụ in lụa ít tốn kém hơn in offset Trong in lụa có loại in ru ban là loại in trên băng vải , loại này có thể tự động hoá dễ dàng vì nó có loại phôi dài Ngoài ra in lụa có thể in

trên các loại phôi cứng như thùng cactong , vỏ hộp các loại , kính xe …So với in offset thì không làm được

4.GIỚI THIỆU VỀ CÔNG NGHỆ IN

4.1 Các công cụ của ngành in lụa

 Khung lụa có khuông khổ nhất định và hợp lí

 Đèn chụp bản

 Phim in (là loại bản in mẫu)

 Vật nặng > 5 kg (dùng để ép khung lụa trong quá trình chụp bản )

 Các loại mi ca mỏng dùng để định vị kính trong quá trình in

 Băng keo

 Và các loại dụng cụ thủ công khác như dao , kéo …

4.2 Công nghệ chế bản in

 Trước hết là khung lụa phải sạch

 Keo in được tráng trên mặt lụa và được sấy khô Sau đó khung lụa được đặt trên phim in và cả hai được đặt trên đèn chụp bảng Cả hệ bây giờ phải được để thật in tĩnh và dằn vật nặng để ép lụa thật sát vào kính đèn chụp

 Tùy theo tính công nghệ mà người chụp bản in sẽ có thời gian chụp thích hợp

 Sau khi chụp xong khung lụa được mang đi rửa bằng nước thường Các chữ in sẽ tan theo nước để lại là lụa trắng Những phần không có chữ thì keo không tan và để lại trên khung lụa bản in

 Bản in sẽ được sấy khô (có phần sửa bản)

 Khi đã chuẩn bị xong bản in người in sẽ chuẩn bị khâu còn lại như mực và kính

 Bàn in sẽ được kẹp chặt trên khớp bản lề của bàn in ,phôi được để trên bàn in đúng vị trí định vị

 Mực in được đổ vào khung in với lượng vừa và đủ

 Khâu in gồm người cấp phôi liệu

 Quá trình in có các công đoạn liên tục nhất định :quét mực – mở khung ( nhờ khớp bản lề ) lấy sản phẩm ra – đưa sản phẩm chưa in vào

4.3 Phân loại các hình thức in lụa

Phương tiện chính của công nghệ là khuôn in Ngoài ra còn có : bàn in , cọ quét mực , các công cụ để chế hồ và xử lý sản phẩm sau khi in

Theo cách thức sử dụng khuôn in , in lụa chia ra thành các loại sau:

 In lụa trên bàn in thủ công

 In lụa trên bàn in bàn tự động

 In lụa điều khiển tự động

5.PHÂN TÍCH ĐÁNH GIÁ KINH TẾ KỸ THUẬT MÁY IN LỤA BÁN TỰ

ĐỘNG

Trong gia công thủ công:

Để đạt được năng suất công việc gồm một nhân công, làm việc một ca, năng suất cho 43 sản phẩm trong một phút đó là đối với những người làm quen với nghề còn đối với những người mới vào nghề thì công việc càng lâu hơn

Giữa in thủ công và in bằng máy thì in thủ công có lợi điểm là người in sẽ kiểm soát liên tục quá trình in các sai sót do mòn cọ quét mực , bề mặt sản phẩm chày sướt , bản in hỏng thì sẽ dễ dàng phát hiện và sữa kịp thời In trên máy thì các công việc trên khó khăn hơn

vì phải ngưng máy và sau khi sữa xong phải gá đặt định vị trí khung lụa Tuy vậy in trên máy thì liên tục không có thời gian nghỉ nều không có sai sót và chất lượng bề mặt sản phẩm đồng đều hơn , không mất quá nhiều sức lao động , không làm người lao động bị ức chế công việc Người đứng máy in thì không cần biết nhiều về in Điều này có lợi về mọi mặt kinh tế

Trong in thủ công và in trên máy các lợi điểm trước hết là giảm được nhân công lao động

Ta thử so sánh việc in thủ công và in máy bán tự động thì thấy rằng:

 In thủ công có năng suất thấp

 In bán tự động có năng suất cao

Ngoài ra trong in thủ công và in trong in bán tự động việc trả lương cho công nhân cũng khác biệt giữa lương công nhân lành nghề và công nhân chưa cứng tay nghề

In tự động phải chịu chi phí điện năng nhưng chi phí này không đáng kể khi so giá thành phải trả lương cho công nhân với chi phí điện năng Đặc biệt là in lụa bán tự động sẽ thu được năng suất rất cao so với in thủ công

KẾT LUẬN:

In lụa là dạng in thủ công , tất cả các công đoạn in đều đòi hỏi tay nghề của công nhân phải có kinh nghiệm và điêu luyện Nhưng tất cả các công đoạn gia công đều rất rẻ tiền nên tồn tại được đến ngày nay Vậy nếu có máy in bán tự động thì sẽ lợi điểm về công nhân cũng như giá trị ổn định về chất lượng sản phẩm in Còn hơn thế nữa nếu máy in được tự động hoá sẽ giảm được nhiều chi phí về nhân công cũng như có thêm lợi điểm về kinh tế Người nhân công sẽ không bị áp lực về công việc do liên tục làm một động tác trong nhiều giờ liền

Do đó máy in lụa bán tự động là một sản phẩm kỹ thuật có giá trị kinh tế, cần có trong kỹ thuật in để có được giá trị lợi nhuận cao Các bề mặt sản phẩm có chất lượng đồng đều

hơn Người thợ điều khiển máy in không cần có tay nghề in lụa cao Giảm thấp các chi phí về nhân công, và có lợi về kinh tế trong ngành in

CHƯƠNG2 PHÂN TÍCH , CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ MÁY IN LỤA BÁN TỰ ĐỘNG

2 PHÂN TÍCH MỤC TIÊU MÁY IN

Máy in là sản phẩm cần thiết cho nhu cầu kỹ thuật in ấn Máy in có nhiều loại và rất đa dạng về cơ cấu Hiện nay máy in lụa đã được sản xuất và bán trên thị trường, có nhiều loại máy khác nhau Các loại máy in lụa được bán trên thị trường là các máy in lụa tự động Có nghiã là máy sẽ thay thế công nhân làm mọi việc từ khâu cấp liệu cho đến khi

ra sản phẩm nhưng chi phí sản xuất ra máy in này khácao nên không thích hợp cho ngành

in nước ta vì thế ta nên chế tạo ra máy in lụa bán tự động để đáp ứng nhu cầu cần thiết cho kỹ thuật in lụa trong nước

3.PHÂN TÍCH SƠ ĐỒ ĐỘNG CỦA CÁC LOẠI MÁY IN LỤA BÁN TỰ ĐỘNG

Hiện nay máy in lụa bán tự động có nguyên lý được phỏng theo quy trình thủ công Các hệ thống đáp ứng các khâu động của máy đa dạng bao gồm hệ thống điện , khí nén , các máy in khổ lớn có khi thêm hệ thống thủy lực …

Các máy hiện nay đa số được sản suất ở Trung Quốc , ĐL , Hàn Quốc… có các nguyên lý giống nhau Và cũng chỉ là máy in lụa bán tự động

Sơ đồ động , phương án thứ nhất:

Hình 2.a:

1 bàn xoay , 2 khung lụa , 3 xi lanh nén cọ quét mực , 4 xi lanh khí nén tác động kéo mực ,

5 tay đòn tác động nâng – hạ khung in , 6 khớp nối , 7 hộp giảm tốc , 8 động cơ , 9 thân máy

Tác dụng của các cơ cấu công tác:

1: bàn xoay dùng để cấp liệu cho hệ thống in có chuyển động xoay tròn dùng để cấp phôi liệu cho quá trình in Bàn xoay có chuyển động đơn giản nhưng phải chính xác để loại bỏ sai số khi in Bàn xoay có kết cấu lớn phải đáp ứng kịp thời nên cần một công suất đủ lớn và phải được điều khiển chính xác

2 : Khung lụa in được gắn dính khung máy qua một bản lề có thể nâng hạ xuống khi phôi kính được đưara đưavào , khung in phải đúng khổ

3 , 4 : xi lanh nén khí , dùng để tạo chuyển động tịnh tiến của cọ quét mự c theo phương nhấn lụa và theo phương kép mực Yêu cầu chuyển động kịp thời và đáp ứng nhanh Phương án này có cơ cấu cồng kềnh và phải phụ thuộc vào một hệ thống khí nén cho riêng máy làm giảm hiệu suất điện năng máy công tác phải qua nhiều công đoạn biến đổi và điều khiển năng lượng

Sơ đồ động phương án hai :

S1 là chuyển động xoay bàn

S2 là chuyển động hạ khung và nâng khung in

S3 là chuyển động lên xuống cọ quét mực

S4 là chuyển động quét mực in

Các hành trình máy in lụa bán tự động là những động tác cần có công suất lớn , các kết cấu có dạng cồng kềnh Để đạt năng suất in đặt ra máy phải có sự chuyển động nhanh các

cơ cấu và chính xác nhưng trong trường hợp này các cơ cấu chuyển động riêng rẽ qua các động cơ khác nhau nên khó đạt được sự đồng nhất

Sơ đồ động phương án thứ ba:

122

1

65

3 47

Hình 2.c:

1 Động cơ, 2 khớp , 3 hộp giảm tốc, 4 cánh tay đòn nâng hạkhung in, 5 khung máy , 6 khung lụa, 7 cánh tay đòn L3 , 8 con trượt, 9 cánh tay đòn L2, 10 cánh tay đòn L1, 11 động

cơ kéo lụa, 12 bàn xoay

Hoạt động : Động cơ 1 sẽ truyền chuyển động thông qua hộp giảm tốc 3 sẽ hạ số vòng quay xuống và tải sẽ ra là hai đầu , đầu một sẽ tác động vào cánh tay đòn 4 làm cho cơ chế khung in sẽ nâng lên hạ xuống theo chu kỳ,đầu hai sẽ truyền chuyển động vào bàn xoay 12 làm bàn xoay

Qua phân tích các phương án sau ta chọn phương án 3 để thiết kế vì cơ cấu này thích với yêu cầu đặt ra đó là các cơ cấu phải chuyển động nhịp nhàn và ăn khớp với nhau

CHƯƠNG 3 TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ DẪN ĐỘNG CƠ KHÍ

1 TÍNH TOÁN THIẾT KẾ THANH TRUYỀN

A Trạng thái làm việc của thanh truyền và vật liệu chế tạo:

Thanh truyền là chi tiết nối động cơ thông qua các khớp nối có tác dụng là cánh tay đòn Nó có tác dụng truyền lực tạo ra chuyển động xoay tròn của các cánh tay đòn Khi động cơ làm việc thanh truyền chịu tác dụng của các lực sau :

Lực khí thể

Lực quán tính chuyển động xoay tròn của động cơ

Lực quán tính của thanh truyền

Đầu nhỏ thanh truyền bị biến dạng dưới tác dụng của lực quán tính do các cánh tay đòn tác dụng thông qua khớp nối

Đầu to thanh truyền chịu tác dụng của lực quán tính của động cơ truyền động Thân thanh truyền chịu tác dụng của lực khí thể và chịu uốn trong mặt phẳng lắc của thanh truyền dưới tác dụng của lực quán tính

Khi động cơ hoạt động lực khí thể và lực quán tính thay đổi theo chu kỳ cả về trị số và hướng Do đó tải trọng tác dụng trên thanh truyền là tải trọng thay đổi và có tính chất va đập Trong những động cơ tốc độ cao , lực quán tính khá lớn nên tải va đập rất mạnh vì vậy khi thiết kế nên lưu y chọn kích thước và vật liệu chế tạo hợp lý

Với việc thiết kế máy in lụa bán tự động có công suất không lớn động cơ chuyền động có số vòng quay nhỏ nên ta chọn vật liệu chế tạo thanh truyền là thép cacbon được dùng rất nhiều , giá thành lại không cao

B Thanh truyền:

Hình 3.1.a

Giới thiệu

Kết cấu của thanh truyền gồm ba phần:

 Đầu nhỏ thanh truyền: đầu lắp ghép thanh truyền với trục khuỷu hoặc cánh tay đòn

 Đầu to thanh truyền : đầu lắp ghép thanh truyền với trục ra của hộp giảm tốc

 Thân thanh truyền : phần thanh truyền nối đầu nhỏ với đầu to

B.1) Đầu nhỏ thanh truyền:

 Kết cấu đầu nhỏ thanh truyền phụ thuộc vào kích thước và phương pháp ghép khớp với đầu nhỏ

 Đầu nhỏ thanh truyền có dạng hình trụ rỗng

 Lắp ghép các thanh truyền thông qua bulông đòi hỏi phải chú ý bôi trơn để tránh ma sát

Tương ứng với các chi tiét cánh tay đòn được thiết kế cho bộ phận kéo lụa ta có các thông số về đầu nhỏ thanh truyền chọn:

 Tay quay L1 có :

Đường kính lỗ d=11mm

Đường kính ngoài D= 28

 Tay quay nâng hạ khung in có: Đường kính lỗ d =14 mm

Đường kính ngoài D = 60mm B.2)Đầu to thanh truyền:

 Bán kính trong của đầu to thanh truyền phụ thuộc vào đường kính trục ra của động cơ

 Chỗ chuyển tiếp giữa thân và đầu to phải có góc lượn lớn để giảm ứng suất tập trung

 Dễ lắp ghép với trục động cơ thông qua ren

Đối với thanh truyền được gia công cơ khí mặt ngoài có :

Chiều dầy nhỏ nhất của thanh truyền thông thường không được nhỏ hơn 4mm

 Tay quay nâng hạ khung in:

Với d1 = 30mm

 d2 =30 2 = 60 mm B.3)Thân thanh truyền:

Chiều dài l của thanh truyền ( khoảng cách giữa tâm đầu nhỏ và tâm đầu to ) phụ thuộc vào thông số kết cấu  :

 =

l

R

chọn thông số kết cấu:

Thông số kết cấu  là tỷ số của bán kính ngoài đầu to của trục khuỷu so với chiều dài của thanh truyền, vì vậy thông số này ảnh hưởng rất nhiều đến chiều cao và trọng lượng của động cơ Động cơ có hệ số  lớn dùng thanh truyền ngắn Trị số của động cơ có công suất nhỏ thường nằm trong phạm vi 0,05 – 0,29 do đó chọn  = 0,25

 Chiều dài tay quay L1

L1 =



R=25

3 3

5.281212

28.10

bh

= 2812.5 10-8 m4ứng suất lớn nhất ở mặt cắt :

max =

x x

x

W W

M 10454,425

5,2812

425,10454.ykmax 

chuẩn của thép)

vậy tay quay L1 thoả điều kiện cho phép Tay quay nâng hạ khung in:

Xét mặt tiết diện đầu nhỏ thanh truyền như sau:

40.10

x

W W

M 10454,425

53333

77,21241.ykmax 

vậy tay quay thoả điều kiện cho phép

2 THIẾT KẾ BỘ PHẬN KÉO MỰC IN:

2.1 Động lực cho cơ cấu tay quay con trượt:

Hệ động lực này là một hệ động lực có sẵn được chế tạo tại Nhật Bản Hệ gồm một động cơ 220V- 25W và một hộp giảm tốc 3 cấp bánh răng thẳng Hệ này được thiết

kế nhỏ gọn và hiệu quả , cho động lực mạnh và thích hợp với yêu cầu khi cần sử dụng một vận tốc cấp chậm và công suất vừa phải Khi sử dụng ta chỉ cần chừa trống một khoảng không gian trên máy ta thiết kế khoảng 2001010 cm là có thể sử dụng được động lực này Loại động lực này được thiết kế với nhiều loại giảm tốc khác nhau , cho vận tốc trên trục chính tùy loại nhanh hay chậm Khi bị hỏng ta chỉ việc thay thế nguyên cụm không sửa chữa Các thông số kỹ thuật không theo tiêu chuẩn Việt Nam Nhưng loại động cơ này được bán rộng rãi trên thị trường trong và ngoài nước , là một cụm giá thành rẻ dễ sử dụng và thay thế Nên việc thiết kế động lực cho máy dễ dàng hơn

Trong máy in lụa nói trên ta chỉ việc thiết kế các cơ cấu chấp hành là tay quay con trượt và tính lực cần thiết để hoạt động cơ cấu, sau đó chọn hệ động cơ như trên với động lực tương thích

Loại động lực ta chọn có các thông số sau:

2.2 Trang thái làm việc:

Hình 3.2 a Các góc hợp bởi các tay đòn với phương ngang và phương đứng:

 : gocù tạo bởi phương ngang và tay quay L1

 : góc hợp bởi phương ngang và thanh truyền L2

 : góc hợp bởi phương đứng và cọ mực L3

 : góc hợp bởi phương ngang và trục dẫn hướng

L1: là tay quay OA : 180 mm

L2: là thanh truyền AB : 390 mm

D : là hành trình con trượt : 492 mm

e : là khoảng lệch tâm : 215 mm

h :khoảng lệch tâm khớp bản lề cọ mực và trục dẫn hướng: 20mm

 Để phân tích chuyển động cơ cấu ta phân tích tại các điểm chết của con trượt vì thời điểm hai này là hai thời điểm có hợp lực lớn nhất Tại đó được chia ra làm các chuyển động thành phần Có 6 chuyển động thành phần như hình:

 Trong 6 chuyển động tay quay OA xoay toàn vòng (hình 2.2 a) Các vị trí lợi về lực là đoạn con trượt chạy về ứng với thời gian kéo mực in Các vị trí còn lại là thời điểm con trượt chạy không Nên cơ cấu đáp ứng được các thành phần lợi về lực

Tại đầu thanh trượt một lo xo tạo một lực nén tại đầu thanh Chuyển động lật mặt cọ là chuyển động tự lựa của cơ hệ Lực lò xo nén taiï đầu thanh mục đích là khi lật mặt có vị trí cao nhất do bán kính thẳng đứng, lúc đó áp lực lên thanh trượt là lớn nhất Ưùng với hai vị trí điểm chết trên và điểm chết dưới Tại điểm chết dưới có áp lực lón hơn

Ta thấy 6 chuyển động cơ bản của cơ cấu trên, có thời điểm thứ 3 là lúc kéo mực in Tay quay L1 nằm trong vùng lợi về lực Còn chuyển động ngược lại là không làm việc nên

ta không cần lợi về lực Ta cho cơ cấu tay quay xoay toàn vòng, để lợi về phần thiết kế hệ thống điện

Trong 6 điểm trên, tại các điểm chết của con trượt có chuyển động lật cọ mực in tại thời điểm đó áp lực lên trục dẫn hướng là lớn nhất Nên ta khảo sát và tính toán lực và thiết kế trục dẫn sao cho phù hợp với cơ cấu

2.3 Khảo sát và tính toán hệ tay quay con trượt

 Khảo sát cơ hệ, ta xét con trượt tại hai điểm chết

Tại điểm chết dưới lực cơ hệ cần sinh ra là lực lớn nhất

Các thông số thực nghiệm:

- Lực nén lụa: F1=20N

- Lực lò xo nén ban đầu: Flx=20N

- Lực ma sát giữa trục dẫn và cọ mực và lụa bằng không Vì trục dẫn có bôi trơn đầu, mực in có độ nhớt cao xem như một thành phần bôi trơn giữa cọ mực và lụa

- Xem như cọ mực biến dạng không đáng kể

- Tại điểm khảo sát là thời điểm 4 và 5 tại giữa hai thời điểm này ta giả sử như cơ hệ đã di chuyển được một đoạn ∆ d nhỏ

Các lực phân tích như sau:

Tách khâu bản kề và con trượt ra thành hai phần Ta phân tích lực của cọ mực

Hình (3.2.b)

F : lực tác động cần thiết của hệ

F : được phân làm hai thành phần F1 và F2

Flxd’ : là lực lo xo phía đầu trục dẫn tác động lên cọ mực

F1 : là lực căng lụa tác động lên cọ mực

F1 : được phân làm hai thành phần là F’1 và F’’1

N : là phản lực khớp C

N = F’1 + Flxl + (- F2)

Fm : là lực tác động lên khớp C do lực F sinh ra

Phương trình cân bằng moment tại C:

F1.L3 – (NF’.L4 + F’’1.L4) = 0 (NF’ = -F’)

F1

F

B F2

N

C Flxd’

Fm Flxl F’1 F1

F2 Flxl

D NF’

F’

Tại điểm D không di chuyển nên:

Phương trình cân bằng moment tại D là:

4

4 3 1

L

L L F

F m   

Các lực tác động lên khớp C của hệ con trượt là lực N và lực Fm (hình 2.3 c)

Hình 3.2 c

Phương trình lực tác dụng cơ cấu theo hai phương trình:

o Phương vuông góc trục dẫn hướng: OY

o Phương song song trục dẫn hướng: OX Chiếu hệ lực theo phương OXY:

 N1 = Flx.d’.cos2’ + F.sin.cos’ – F1.cos(’ + ’).cos’

 N2 = Flx.d’.cos’.sin’ + F.sin.sin’ – F1.cos(’ + ’).sin’

'sincos

'coscos

4

4 3 2

4

4 3 1

F

L

L L F

'cos)''cos(

'cossin'cos'

0'sin''sin)''cos(

'sinsin'sin'cos''coscos

4

4 3 2

1 4

4 3

F F

F d

F L

L L F

OX

F

lx

lx lx

Từ hai phương trình theo hai phương OX, OY ta tính được:

N2=N1 +N2

F2=Fm12+Fm22

Khảo sát cơ cấu tay quay con trượt để tìm moment lớn nhất cần thiết cho hệ:

Theo [3]: ta có

Vc= -L1.1(sin+cos.tg)

ac= -L1.1cos(+)/cos+cos2(/)cos3

Để khảo sát theo nguyên lý chuyển động khả dĩ ta xem hệ có thêm một lực quán tính Fqt

Để khảo sát cơ hệ ta quay con trượt, ta xem hệ cơ cấu tương đương với hình 2.3 d

Hình 3.2 d

Hình 3.2 d cho ta tính được moment cần thiết của hệ Lúc này góc  của cọ mực đả đạt

ở vị trí 10o hoặc 18o, vì khi đó Vc = VB

Phương trình tính:

F.Vc+M.+P3.Vc+Fqt.Vc = 0





Trong đó:  = hằng số

Vc :là vận tốc con trượt

Vc = - L1.1(sin+cos.tg)

P3 : là khối lượng con trượt

F : là lực cản, hay là lực cần thiết để làm việc

M = F.Vc – (P3.Vc + Fqt Vc)/

M = - L1 1 (sin + cos tg)   F – (m3 g + m3 g  -L1

1cos(+)/cos + cos2(/)cos3/ 1

Trong các thời điểm lật cọ mực, cà hệ con trượt được nâng lên, lúc này vận tốc tại điểm B khác vận tốc tại điểm C, vì VB có chuyển động nhỏ nên ta lấy gần đúng:

VB = -L1.1.(sin+cos.tg)

aB = -L1.1cos(+)/cos+cos2(/).cos3

Theo nguyên lý đồng dạng thuận ta có:

Vc = VB.(L3+L4)/L4

ac = aB (L3+L4)/L4



Vc = -L1.1.(sin+cos.tg).(L3+L4)/L4

ac = -L1.1cos(+)/cos+cos2(/).cos3.(L3+L4)/L4

Tương tự ta tính được moment cần thiết:

M =- L1 1 .(sin + cos tg)  (L3+L4)/L4  F – (m3 g + m3 g  -L1

1cos(+)/cos + cos2(/)cos3.(L3+L4)/L4/ 1 (công thức *)

Lực F lúc đó lá lực Fm2

Theo sơ đồ hình 3a tại thời điểm V ta có các thông số hình học:

 = 59o;  = 46o;  = 0o;  = 1o

L1 = 180 mm, L2 = 390 mm, L3 = 70 mm, L4 = 89 mm, H =215 mm, h = 20 mm, d=394,5mm

m3 = 500g, g =9,8 m/s2, 1=4,5 rad/s

(thay vào công thức *)

 M= 3645,684 Nmm

 Vc = - L1.1(sin+cos.tg) = -180.4,5(sin590 +cos590tg460) = 0,95 m/s

Aùp lực sinh ra trên trục dẫn:

2.4 Tính đường kính trục dẫn hướng

Ta khảo sát trục dẫn như hình vẽ:2.4 e

Chọn trục dẫn có d = 11 (thép 65)

 kiểm nghiệm độ bền của trục dẫn hướng

Ta có: M= 10454,25 Nmm

Đường kính trục : d=11mm

Vậy : Wu = 4

3 3

60,13032

11.32

25,10454

mm N M

Vậy trục dẫn hướng thoả điều kiện cho phép

2.5 Khảo sát và tính công suất cơ cấu nâng hạ khung in:

Tính toán cơ cấu nâng hạ khung in:

Xét tại vị trí mà cơ cấu có 1 = 90 0

Thanh truyền BC nằm ngang và khuôn CD thẳng đứng

 ta có sơ đồ lực

Bộ phận kéo lực

B

C

1