Thiết kế máy đóng gói bánh snacks

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ MÁY ĐĨNG GĨI BÁNH SNACKS ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH TRƢỜNG ĐÂỊ HỌC BÁCH KHOA KHOA CƠ KHÍ BỘ MƠN THIẾT KẾ MÁY o0o LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC THIẾT KẾ MÁY ĐĨNG GĨI BÁNH SNACKS SVTH: Phan Thanh Ngọc – 20901732 SVTH: Thạch Cảnh Tỉnh - 20902805 GVHD: TS Phan Tấn Tùng TP.Hồ Chí Minh, tháng 12 năm 2013 SVTH: PHAN THANH NGỌC SVTH: THẠCH CẢNH TỈNH TRANG i LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ MÁY ĐĨNG GĨI BÁNH SNACKS LỜI CẢM ƠN : C C S ấ M M ù v S vê ự N Cả SVTH: PHAN THANH NGỌC SVTH: THẠCH CẢNH TỈNH ỉ TRANG ii LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ MÁY ĐĨNG GĨI BÁNH SNACKS LỜI NĨI ẦU ĩ ù Đ ẩ ẩ ụ ứ D ứ ù ỹ ụ ẻ ụ ỹ Đ ù ” ằ M P SP N “M ụ ẩ H ụ ụ M ù ẩ S P SVTH: PHAN THANH NGỌC SVTH: THẠCH CẢNH TỈNH N TRANG iv LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ MÁY ĐĨNG GĨI BÁNH SNACKS MỤC LỤC Đề mục Trang Trang bìa……………………………………………………………………… i Nhiệm vụ luận văn Lời cảm ơn……………………………………………………………………… .ii Lời nói đầu……………………………………………………………………………iii Mục lục………………………………………………………………………… iv Danh sách hình vẽ…………………………………………………………………… ix CHƢƠNG TỔNG QUAN……………………………………………………… 1.1 Lịch sử ngành bao bì sản phẩm…………………………………………….1 1.2 Tổng quan nhành sản xuất bao bì……………………………………….2 1.2.1 Báo cáo ngành cơng nghiệp tồn cầu…………………………….2 1.2.2 Tầm quan trọng bao bì đóng gói……………………………… 1.2.3 Các u cầu bao bì………………… 1.2.4 Các dạng bao bì sử dụng đóng gói………………………………… 1.3 Phân loại………………………………………………………………… 1.3.1 Phân loại bao bì theo loại thực phẩm……………………………… 1.3.2 Phân loại theo tính kỹ thuật bao bì…………………………… 1.3.3 Phân loại theo vật liệu bao bì……………………………………… 1.4 Sơ lƣợt bao bì plastic……………………………………………………6 1.4.1 Cấu tạo …………………………………………………………… 1.4.2 Các loại bao bì sử dụng thực phẩm………………………… 1.5 Những vấn đề chung máy đóng gói……………………………………8 1.5.1 Phân loại…………………………………………………………… 1.5.2 Các phận máy đóng gói………………………………9 SVTH: PHAN THANH NGỌC SVTH: THẠCH CẢNH TỈNH TRANG iv LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ MÁY ĐĨNG GĨI BÁNH SNACKS 1.5.2.1 Định lƣợng…………………………………………………… 11 1.5.2.2 Cấp nhãn tạo hình………………………………………… 12 1.5.2.3 Bộ phận nhãn…………………………………………….13 1.5.2.4 Bộ phận hàn mép dọc………………………………………….13 1.5.2.5 Bộ phận hàn cắt mép ngang……………………………… 14 1.5.2.6 Bộ phận cấp khí……………………………………………… 14 CHƢƠNG CHỌN SƠ ĐỒ NGUN LÝ VÀ SƠ ĐỒ ĐỘNG…………………16 2.1 Cấu tạo máy đóng gói bánh snacks………………………………… 16 2.1.1 Hệ thống định lƣợng……………………………………………… 16 2.1.2 Bao bì sản phẩm…………………………………………………….18 2.1.2.1 Bộ phận cấp nhãn tạo hình…………………………………18 2.1.2.2 Bộ phận nhãn…………………………………………….19 2.1.2.3 Bộ phận hàn mép dọc………………………………………….19 2.1.2.4 Bộ phận hàn cắt mép ngang……………………………… 20 2.1.3 Hệ thống vận chuyển……………………………………………… 20 2.2 Ngun lý làm việc……………………………………………………… 21 2.3 Sơ đồ truyền động……………………………………………………… 23 CHƢƠNG TÍNH TỐN VÀ THIẾT KẾ CƠ CẤU ĐỊNH LƢỢNG………….25 3.1 Thiết kế động học…………………………………………………………25 3.1.1 Ngun lý làm việc sơ đồ truyền động………………………… 25 3.2 Tính tốn động lực học………………………………………………… 26 3.2.1 Xác định cơng suất cần thiết – chọn động cơ……………………….26 3.2.2 Tính tốn thiết kế truyền quan trọng……………………… 29 3.2.2.1 Tính tốn thiết kế truyền đai……………………………….29 3.2.2.2 Tinh tốn thiết kế truyền xích…………………………… 31 SVTH: PHAN THANH NGỌC SVTH: THẠCH CẢNH TỈNH TRANG v LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ MÁY ĐĨNG GĨI BÁNH SNACKS 3.2.2.3 Tính tốn thiết kế truyền bánh răng……………………….36 3.2.2.3.1 Tính tốn truyền cấp nhanh bánh cơn………… 38 3.2.2.3.2 Tính tốn truyền cấp chậm bánh trụ thẳng 40 3.2.3 Tính tốn thiết kế trục……………………………………………… 41 3.2.3.1 Chọn vật liệu chế tạo trục…………………………………… 41 3.2.3.2 Phân tích lực………………………………………………… 41 3.2.3.3 Xác định kết cấu đƣờng kính trục……………… 43 3.2.3.3.1 Xác định kết cấu đƣờng kính trục lắp bánh xích………………………………………………….43 3.2.3.3.2 Xác định kết cấu đƣờng kính trục lắp bánh trụ…………………………………………… 47 3.2.3.3.3 Xác định kết cấu đƣờng kính trục lắp mâm định lƣợng……………………………………………… 50 3.2.3.4 Kiểm nghiệm trục…………………………………………… 54 3.2.3.4.1 Kiểm nghiệm trục độ bền mỏi……………………… 54 3.2.3.4.2 Kiểm nghiệm trục độ bền tỉnh……………………… 59 3.2.3.5 Chọn then cho tiết diện trục………………………… 61 3.2.3.5.1 Kiểm nghiệm then……………………………………… 61 3.2.4 Tính tốn chọn ổ lăn…………………………………………… 62 3.2.4.1 Trục 1………………………………………………………….62 3.2.4.1.1 Chọn tính tốn tuổi thọ ổ……………………… 62 3.2.4.1.2 Kiểm nghiệm khả tải tĩnh………………………….63 3.2.4.2 Trục 2………………………………………………………….64 3.2.4.2.1 Chọn tính tốn tuổi thọ ổ……………………… 64 3.2.4.2.2 Kiểm nghiệm khả tải tĩnh………………………….65 3.2.4.3 Trục 3………………………………………………………….65 SVTH: PHAN THANH NGỌC SVTH: THẠCH CẢNH TỈNH TRANG vi LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ MÁY ĐĨNG GĨI BÁNH SNACKS 3.2.4.3.1 Chọn tính tốn tuổi thọ ổ……………………… 66 3.2.4.3.2 Kiểm nghiệm khả tải tĩnh………………………….67 CHƢƠNG THIẾT KẾ PHẦN ĐĨNG GĨI VÀ CẮT………………………… 68 4.1 Thiết kế phần hàn cắt ngang………………………………………… 69 4.1.1 Sơ đồ ngun lý…………………………………………………… 69 4.1.2 Mạch khí nén……………………………………………………… 69 4.1.3 Cấu tạo phận hàn cắt ngang………………………………… 72 4.1.3.1 Cặp ngàm trƣớc sau……………………………………… 72 4.1.3.2 Dao cắt…………………………………………………………72 4.1.3.3 Cảm biến nhiệt độ dây nhiệt điện trở………………………73 4.2 Thiết kế phận tạo hình……………………………………………… 74 4.3 Thiết kế phận hàn đứng……………………………………………… 75 4.3.1 Sơ đồ ngun lý…………………………………………………… 75 4.3.2 Cấu tạo phận hàn đứng………………………………………… 76 4.3.2.1 Bộ puly dây đai…………………………………………… 76 4.3.2.2 Dây điện trở cặp nhiệt điện…………………………………76 4.4 Thiết kế phận kéo bao…………………………………………………78 4.4.1 Thiết kế puly kéo bao……………………………………………79 4.4.2 Tính tốn cấu dẫn động cặp puly đối diện nhau………… 82 4.5 Sơ lƣợc ly hợp điện từ…………………………………………………85 4.5.1 Ly hợp điện từ kiểu ma sát………………………………………….85 4.5.2 Ly hợp điện từ kiểu bám……………………………………………85 CHƢƠNG TÍNH TỐN BĂNG TẢI……………………………………………87 5.1 Đƣa ý tƣởng……………………………………………………… 87 5.1.1 Ý tƣởng 1……………………………………………………………87 SVTH: PHAN THANH NGỌC SVTH: THẠCH CẢNH TỈNH TRANG vii LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ MÁY ĐĨNG GĨI BÁNH SNACKS 5.1.2 Ý tƣởng 2……………………………………………………………88 5.1.3 Ý tƣởng 3……………………………………………………………89 5.1.4 Ý tƣởng 4………………………………………………………… 90 5.2 Tính tốn thiết kế băng tải…………………………………………… 91 CHƢƠNG HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN………………………………………….95 6.1 Qúa trình điều khiển máy…………………………………………………95 6.2 Sơ lƣợc điều khiển lập trình PLC………………………………… 96 6.3 Ứng dụng PLC điều khiển máy đóng gói bánh snacks…………….99 TÀI LIỆU THAM KHẢO…………………………………………………………102 SVTH: PHAN THANH NGỌC SVTH: THẠCH CẢNH TỈNH TRANG viii LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ MÁY ĐĨNG GĨI BÁNH SNACKS DANH SÁCH HÌNH VẼ Hình 1.1 Sản phẩm bao bì nhựa plastic……………………………………………… Hình 1.2 Các thƣơng hiệu bánh snacks……………………………………………… Hình 1.3 Các dạng bao bì sử dụng đóng gói………………………………………… Hình 1.4 Các dạng xếp song song mạch polymer trạng thái kết tinh………7 Hình 1.5 Các sản phẩm dạng khối…………………………………………………….8 Hình 1.6 Các sản phẩm dạng lỏng…………………………………………………….9 Hình 1.7 Các sản phẩm dạng hạt…………………………………………………… Hình 1.8 Định lƣợng mâm quay……………………………………………… 11 Hình 1.9 Định lƣợng cân kiểm chứng tốc độ cao………………………………11 Hình 1.10 Bộ phận nhãn……………………………………………………… 13 Hình 1.11 Bộ phận hàn mép dọc…………………………………………………… 13 Hình 1.12 Bộ phận hàn cắt mép ngang……………………………………………14 Hình 1.13 Bộ phận cấp khí………………………………………………………… 14 Hình 1.14 Ngun tắc hoạt động phận tiệt trùng…………………………… 15 Hình 2.1 Sơ đồ khối máy đóng gói bánh snacks…………………………………… 16 Hình 2.2 Cơ cấu định lƣợng………………………………………………………….17 Hình 2.3 Cơ cấu cấp nhãn tạo hình……………………………………………… 18 Hình 2.4 Cơ cấu nhãn………………………………………………………… 19 Hình 2.5 Cơ cấu hàn mép dọc……………………………………………………… 19 Hình 2.6 Cơ cấu hàn cắt ngang……………………………………………………20 Hình 2.7 Băng tải vải cao su………………………………………………………….21 Hình 2.8 Sơ đồ ngun lý 1………………………………………………………… 22 Hình 2.9 Sơ đồ ngun lý 2………………………………………………………… 22 Hình 2.10 Sơ đồ truyền động 1………………………………………………………23 SVTH: PHAN THANH NGỌC SVTH: THẠCH CẢNH TỈNH TRANG ix LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ MÁY ĐĨNG GĨI BÁNH SNACKS Hình 2.11 Sơ đồ truyền động 2………………………………………………………24 Hình 3.1 Sơ đồ ngun lý…………………………………………………………….25 Hình 3.2 Sơ đồ truyền động………………………………………………………….26 Hình 4.1 Sơ đồ ngun lý ……………………………………………………………68 Hình 4.2 Sơ đồ ngun lý phận hàn cắt ngang……………………………… 69 Hình 4.3 Sơ đồ mạch khí nén……………………………………………………… 70 Hình 4.4 Hàm trƣớc hàm sau…………………………………………………… 72 Hình 4.5 Một số loại dao cắt…………………………………………………………73 Hình 4.6 Một số loại nhiệt điện trở………………………………………………… 73 Hình 4.7 Kết cấu hồn thiện cụm hàn ngang…………………………………………74 Hình 4.8 Hình dáng phận tạo hình bao bì.……………………………………… 75 Hình 4.9 Sơ đồ ngun lý phận hàn đứng……………………………………… 75 Hình 4.10 Thơng số kỹ thuật đai thang………………………………………… 76 Hình 4.11 Một số loại dây điện trở………………………………………………… 77 Hình 4.12 Cảm biến nhiệt LM35…………………………………………………… 78 HÌnh 4.13 Cấu tạo cụm hàn dọc…………………………………………………… 78 Hình 4.14 Sơ đồ ngun lý………………………………………………………… 79 HÌnh 4.15 Bảng thơng số đầu vào cặp bánh thiết kế……………………….83 Hình 4.16 Bảng thơng số đầu vào cặp bánh thiết kế……………………… 84 Hình 4.17 Cặp bánh thiết kế inventor…………………………………… 84 Hình 4.18 Sơ đồ ngun lý ly hợp kiểu ma sát…………………………………… 85 HÌnh 4.19 Sơ đò ngun lý ly hợp kiểu bám…………………………………………85 Hình 4.20 Một số ly hợp điện từ…………………………………………………… 86 Hình 5.1 Mơ hình 1………………………………………………………………… 87 Hình 5.2 Mơ hình 2………………………………………………………………… 88 SVTH: PHAN THANH NGỌC SVTH: THẠCH CẢNH TỈNH TRANG x LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ MÁY ĐĨNG GĨI BÁNH SNACKS  Sử dụng kiểu vít để căng băng  Ƣu điểm:  Đơn giản ,gọn nhẹ  Giá thành thấp  Thay đổi đƣợc độ cao  Căng băng kiểu vít nên gọn  Nhƣợc điểm:  Góc nghiêng băng khơng thể lớn  Khơng tự điều chỉnh căng băng  Băng mau hỏng mỏi 5.1.3 Ý tƣởng 3:  Mơ hình: tiếp liệu tháo lòêu H 3: M  Mơ tả:  Sử dụng nhiều lăn nhằm tăng khả tải  Các chân điều chỉnh đƣợc độ cao SVTH: PHAN THANH NGỌC SVTH: THẠCH CẢNH TỈNH TRANG 90 LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ MÁY ĐĨNG GĨI BÁNH SNACKS  Động đặt hệ thống  Ƣu điểm:  Cơng suất truyền lớn  Làm việc đƣợc độ cao khác  Nhƣợc điểm:  Băng mau hƣ  Kết cấu phức tạp  Khó bảo trì sữa chữa 5.1.4 Ý tƣởng 4:  Mơ hình: H 54 M  Mơ tả:  Hệ thống bố trí cho nơi tiếp liệu tháo liệu đặt nằm ngang  Sử dụng đối trọng làm căng băng  Ƣu điểm: SVTH: PHAN THANH NGỌC SVTH: THẠCH CẢNH TỈNH TRANG 91 LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ MÁY ĐĨNG GĨI BÁNH SNACKS  Việc tiếp liệu dễ dàng nơi tiếp liệu băng đƣợc đặt nằm ngang  Sử dụng đai mặt có gờ nên vận chuyển tốt  Nhƣợc điểm :  Băng mau hỏng nơi uốn  Khó bảo trì sữa chữa  Còng kềnh Từ phân tích ƣu nhƣợc điểm ý tƣởng ta chọn thiết kế băng tải theo ý tƣởng phù hợp với u cầu thực tế 5.2 Tính tốn thiết kế băng tải: H 55 B i Với H =0,65(m) ; L= 1,3 (m) ; l1 = 1,2325(m) Ta lựa chọn băng phẳng Bộ phận kéo căng vít Năng suất N = 30 bao/phút SVTH: PHAN THANH NGỌC SVTH: THẠCH CẢNH TỈNH TRANG 92 LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ MÁY ĐĨNG GĨI BÁNH SNACKS Chọn khoảng cách từ bao snack đến bao snack 0,35m - - bao snack có trọng lƣợng G = 0,32 kG G 0,32 qv    0,9(kG / m) a 0,35 Chiều rộng nhỏ băng: B = b+2.100 = 250+2.100 = 450(mm) Nếu chi tiết nằm chéo theo băng chiều rộng băng lấy phụ thuộc vào đƣờng chéo hình chữ nhật có cạnh 250(mm) 165(mm) Đƣờng chéo đƣợc tính 299,5 (mm) Vậy chiều rộng nhỏ băng : B= 299,5+2.75 = 449,5 (mm) Theo tiêu chuẩn lấy B= 500(mm) Lựa chọn sơ số lớp băng theo bảng 3.4 lấy i=3 chiều dày lớp cao su theo bảng 3.5[10] lấy nhƣ sau : Phía bề mặt làm việc 1  1(mm) , phí bề mặt khơng làm việc   1(mm) - Khi trọng lƣợng mét dài băng đƣợc tính theo cơng thức : qb  1,1B(1,25i  1  2 )  1,1.0,5.(1,25.3   1)  3,1625(kG / m) - Ta lấy đƣờng kính lăn dcl = 50 (mm) - Trọng lƣợng phần quay lăn thẳng dựa vào bảng 4.3[10] Gcl =7B+4 = 7.0,5 +4 = 7,5 (kG) - Trọng lƣợng lăn mét chiều dài nhánh có tải : G 7,5 q ccl  cl   15(kG / m) lcl 0,5 q 0cl  G cl 7,5   18,75(kG / m) lkt 0, - Xác định lực cản chuyển động kép căng băng : S1 = Sra– Lực căng ban đầu trạm kéo căng sinh - S2  S1  (q b  q v  q clC ).l1.  (q b  q v ).H  S1  (3,1625  0,9  15).1, 2325.0,018  (3,1625  0,9).0,65  S1  3,06 S3  S2  W23  S2  0,07S2  1,07S2  1,07.(S1  3,06)  1,07S1  3,27 - S4  S3  (q b  q cl0 ).l1.  q b H  1,07S1  3, 27  (3,1625  18,75).1, 2325.0,018  3,1625.0,65  1,07S1  1,7 Để băng khơng trƣợt trơn : Svao  S4  Sr efa  S1.efa  S1.1,87  1,07S1  1,7  S1.1,87  S1  2,125(kG) - Dựa vào bảng 2.1[4]   1800 ,f  0,2,ef  1,87 Vậy S2 = 5,185 (kG/m), S3 = 5,54 (kG/m), S4 = 3,97 (kG/m) SVTH: PHAN THANH NGỌC SVTH: THẠCH CẢNH TỈNH TRANG 93 LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ MÁY ĐĨNG GĨI BÁNH SNACKS  Kiểm tra độ bền băng: S K 5,54.9,5 - i  max   1,91.103 ( thỏa i=3) B.K d 500.55  Xác định lực kéo : Lực cản tang dẫn động khơng tính đến cản ổ trục xác định theo cơng thức : Wdđ = 0,03 (Svao + Sra) = 0,03.( 3,97+ 2,125) = 0,18 kG - Lực kéo tính theo cơng thức: WT = S4 – S1 +Wdđ = 3,97-2,125+0,18 = 2,025 kG  Tính tốn phận dẫn động : - chọn Dtg = 200 (mm) - Vận tốc tang: Vtg = N.S = 30.0,35 = 10,5 (m/ph) = 0,175 ( m/s) - Số vòng quay tang: 60000.v 60000.0,175 n tg    17,05(vg / ph) k..D 0,98..200 - Chọn Ux = 2, Utv = 20, suy số vòng quay động : nđcsb = ntg.Utv.Uđ= 17,05.2.20 = 682 (vg/ph) - Hiệu suất chung hệ thống truyền động:   k  ol tvx  1.0,99.0,75.0,95  0,71 Cơng suất cần thiết động : W v 2,025.0,175 Pct  T   5,33.103 kW 102. 102.0,71  Động đƣợc chọn phải thoải mãn điều kiện: Pđc ≥Pct , nđc ≈nđcsbộ Tra bảng ta chọn động có ký hiệu : 4A71B8Y3 Cơng suất Pđc = 0,25kW Vận tốc : nđc = 680 (vg/ph) Cosφ = 0,65 Hiệu suất ŋ% = 56 Tỉ số Tmax/Tdn =1,7 Tk / Tdn =1,6 n 680 Tính lại : Ta có n tg  dc   17(vg / ph) u tv u x 20.2 - k..D.n tg 0,98..200.17  0,174(vg / ph) 60000 60000  Kiểm nghiệm nối trục vòng đàn hồi :  Kiểm nghiệm độ bền uốn: 32KTl F  c  F  Với  F  =(60÷80)Mpa d c D0 z v  SVTH: PHAN THANH NGỌC SVTH: THẠCH CẢNH TỈNH TRANG 94 LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP F  THIẾT KẾ MÁY ĐĨNG GĨI BÁNH SNACKS 32KTlc 32.1,5.3511,03.19   4, 4Mpa  F  d3c D0 z .103.58.4  Kiểm nghiệm điều kiện bền dập chốt vòng cao su : 2KT d   d  với  d  =(2÷3)Mpa d c D0 zl0 d  2KT 2.1,5.3511,03   0,3  d  d c D0 zl0 10.58.4.15 Do điều kiện bền uốn bền dập chọn thỏa mãn u cầu SVTH: PHAN THANH NGỌC SVTH: THẠCH CẢNH TỈNH TRANG 95 LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ MÁY ĐĨNG GĨI BÁNH SNACKS CHƢƠNG 6: HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN 6.1 Q trình điều khiển máy Theo thiết kế thống ban đầu, máy đóng gói snacks gồm hai phần định lƣợng đóng gói Cả hai phận sử dụng chung hệ thống truyền động đƣợc trình bày chƣơng chƣơng 4: Một động cho tồn máy Nếu túy sử dụng học máy này, ta đóng gói đƣợc bao bì có kích thƣớc cố định khơng thể điều chỉnh đƣợc hồn tồn phụ thuộc vào cấu truyền dẫn, ma sát bao dây đai… Điều có nghĩa sai lệch kích thƣớc bao đƣợc đóng gói hồn tồn xảy Theo u cầu bao bì bánh snacks đƣợc trình bày chƣơng 1-3.2 thiết kế nhƣ khơng đảm bảo Vì vậy, ta cần hiệu chỉnh kích thƣớc bao suốt q trình đóng gói Theo thiết kế, liên hệ phần định lƣợng phần đóng gói thơng qua truyền bánh có tỉ số truyền 2:1 (mục 4.3) Nhƣ vậy, ta bắt đầu q trình hiệu chỉnh kích thƣớc bao kéo từ trục III qua cấu kéo bao Sử dụng ly hợp điện từ (mục 4.4) gắn vào cặp bánh để truyền chuyển động ngắt-hợp hai cấu Kết cấu cụ thể đƣợc trình bày vẽ kèm theo Việc điều khiển đóng ngắt ly hợp phụ thuộc vào chiều dài bao bì Trên bào bì snacks ngày có vạch đen đƣợc in kèm theo bao để xác định vị trí cắt cho bao Để phát vạch đen này, ta cần dùng loại cảm biến tƣơng phản Một số loại thị trƣờng có: - Cảm biến tƣơng phản model KT10W-2P2115 KT10-2 H Phát xác dấu màu mang lại kết tối ƣu ứng dụng in đóng gói Những dấu màu tƣơng phản cao, kể màu vàng trắng đƣợc phát tin cậy nhờ cơng nghệ Led đa màu RGB(đỏ, xanh, xanh dƣơng) Tự động điều chỉnh giúp phát tin cậy dấu màu điều kiện khó khăn nhƣ dấu màu bị phai Điều mạng lại hiệu cao sản xuất Làm việc tin cậy, chí với bề mặt có độ bóng cao Cài đặt đơn giản dùng tín hiệu SVTH: PHAN THANH NGỌC SVTH: THẠCH CẢNH TỈNH TRANG 96 LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ MÁY ĐĨNG GĨI BÁNH SNACKS điều khiển ngồi, kể vật liệu di chuyển, giảm thời gian cài đặt Đặc tính: - Nguồn cấp: 10…30 VDC - Dải làm việc max: 10 mm - Đầu ra: PNP, NPN - Nguồn sáng: Led đỏ, xanh, xanh dƣơng - Tần số chuyển mạch: 25 kHz - Thời gian đáp ứng: 20 µs - Dòng max: 100mA - Kết nối: Cáp rời M12  Để điều khiển phận động cơ, điện trở nhiệt, cảm biến nhiệt…ta dùng điều khiển lập trình PLC 6.2 Sơ lƣợc điều khiển lập trình PLC Ngày tự động hóa ngày đóng vai trò quan trọng đời sống cơng nghiệp, tự động hóa phát triển đến trình độ cao nhờ tiến lý thuyết điều khiển tự động, tiến ngành điện tử, tin học…Chính mà nhiều hệ thống điều khiển đời, nhƣng phát triển mạnh có khả ứng dụng rộng Bộ điều khiển lập trình PLC PLC viết tắt Programmable Logic Controller, thiết bị điều khiển lập trình đƣợc (khả trình) cho phép thực linh hoạt thuật tốn điều khiển logic thơng qua ngơn ngữ lập trình Ngƣời sử dụng lập trình để thực loạt trình tự kiện Các kiện đƣợc kích hoạt tác nhân kích thích (ngõ vào) tác động vào PLC qua hoạt động có trễ nhƣ thời gian định hay kiện đƣợc đếm PLC dùng để thay mạch relay (rơ le) thực tế PLC hoạt động theo phƣơng thức qt trạng thái đầu đầu vào Khi có thay đổi đầu vào đầu thay đổi theo Ngơn ngữ lập trình PLC Ladder hay State Logic Hiện có nhiều hãng sản xuất PLC nhƣ Siemens, AllenBradley, Mitsubishi Electric, General Electric, Omron,Honeywell B PL MI SUBISHI H SVTH: PHAN THANH NGỌC SVTH: THẠCH CẢNH TỈNH B PL S PL TRANG 97 LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ MÁY ĐĨNG GĨI BÁNH SNACKS Một kiện đƣợc kích hoạt thật sự, bật ON hay OFF thiết bị điều khiển bên ngồi đƣợc gọi thiết bị vật lý Một điều khiển lập trình liên tục “lặp” chƣơng trình “ngƣời sử dụng lập ra” chờ tín hiệu ngõ vào xuất tín hiệu ngõ thời điểm lập trình Để khắc phục nhƣợc điểm điều khiển dùng dây nối (bộ điều khiển Relay) ngƣời ta chế tạo PLC nhằm thỏa mãn u cầu sau :       Lập trình dể dàng, ngơn ngữ lập trình dễ học Gọn nhẹ, dể dàng bảo quản, sửa chữa Dung lƣợng nhớ lớn để chứa đƣợc chƣơng trình phức tạp Hồn tồn tin cậy mơi trƣờng cơng nghiệp Giao tiếp đƣợc với thiết bị thơng minh khác nhƣ: máy tính, nối mạng, mơi Modul mở rộng Giá cá thể cạnh tranh đƣợc Trong PLC, phần cứng CPU chƣơng trình đơn vị cho q trình điều khiển xử lý hệ thống Chức mà điều khiển cần thực đƣợc xác định chƣơng trình Chƣơng trình đƣợc nạp sẵn vào nhớ PLC, PLC thực việc điều khiển dựa vào chƣơng trình Nhƣ muốn thay đổi hay mở rộng chức qui trình cơng nghệ, ta cần thay đổi chƣơng trình bên nhớ PLC Việc thay đổi hay mở rộng chức đƣợc thực cách dễ dàng mà khơng cần can thiệp vật lý so với sử dụng dây nối hay Relay Hệ thống PLC giai đoạn đơn giản cồng kềnh, ngƣời sử dụng gặp nhiều khó khăn việc vận hành lập trình hệ thống Vì nhà thiết kế bƣớc cải tiến hệ thống đơn giản, gọn nhẹ, dễ vận hành Để đơn giản hóa việc lập trình, hệ thống điều khiển lập trình cầm tay (Programmable controller Handle) đƣợc đời vào năm 1969 Điều tạo phát triển thật cho kỹ thuật lập trình Trong giai đoạn hệ thống điều khiển lập trình (PLC) đơn giản nhằm thay hệ thống Relay dây nối hệ thống điều khiển cổ Qua q trình vận hành, nhà thiết kế bƣớc tạo đƣợc tiêu chuẩn cho hệ thống, tiêu chuẩn: Dạng lập trình dùng giản đồ hình thang Sự phát triển hệ thống phần cứng từ năm 1975 làm cho hệ thống PLC phát triển mạnh mẽ với chức mở rộng : Số lƣợng ngõ vào, ngõ nhiều có khả điều khiển ngõ vào, ngõ từ xa kỹ thuật truyền thơng - Bộ nhớ lớn - Nhiều loại Module chun dùng Trong đầu thập niên 1970, với phát triển phần mềm, lập trình PLC khơng thực lệnh Logic đơn giản mà có thêm lệnh định thì, đếm kiện, lệnh xử lý tốn học, xử lý liệu, xử lý xung, xử lý thời gian - SVTH: PHAN THANH NGỌC SVTH: THẠCH CẢNH TỈNH TRANG 98 LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ MÁY ĐĨNG GĨI BÁNH SNACKS thực Ngồi nhà thiết kế tạo kỹ thuật kết nối hệ thống PLC riêng lẻ thành hệ thống PLC chung  Cấu trúc hệ thống PLC PLC thiết bị cho phép thực thuật tốn điều khiển số thơng qua ngơn nhữ lập trình Tồn chƣơng trình điều khiển đƣợc lƣu nhớ nhớ PLC Điều nói PLC giống nhƣ máy tính, nghĩa có vi xử lý, điều hành, nhớ để lƣu chƣơng trình điều khiền, liệu cổng vào để giao tiếp với đối tƣợng điều khiển…Nhƣ thấy cấu trúc PLC gồm thành phần sau : - Mơ đun nguồn, mơ đun mở rộng - Mơ đun xử lý tín hiệu - Mơ đun vào - Mơ đun - Mơ đun nhớ - Thiết bị lập trình Sơ đồ PLC đƣợc biểu diễn hình bên dƣới Ngồi mơ đun này, PLC có mơ đun phụ trợ nhƣ mơ đun kết nối mạng, mơ đun truyền thơng, mơ đun ghép nối mơ đun chức để xử lý tín hiệu nhƣ mơ đun kết nối với can nhiệt, mơ đun điều khiển động bƣớc, mơ đun kết nối với encoder, mơ đun đếm xung vào… H SVTH: PHAN THANH NGỌC SVTH: THẠCH CẢNH TỈNH C t h th ng PLC TRANG 99 LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ MÁY ĐĨNG GĨI BÁNH SNACKS 6.3 Ứng dụng PLC điều khiển máy đóng gói bánh Snacks:  Các tín hiệu ngõ vào PLC bao gồm: - Cơng tắc gia nhiệt x1 - Cơng tắc tắt máy x2 - Cơng tắc thử máy x3, X6 - Cơng tắc hành trình x4, x5 - Cảm biến độ tƣơng phản x7 - Cảm biến nhiệt độ phận hàn đứng, hàn ngang  Các tín hiệu ngõ PLC: - Động y1 - Nhiệt điện trở phận hàn đứng y2, hàn ngang y3 - Rơ le điện từ y4 - Cuộn cảm van khí trái y5,phải đẩy y6 - Động băng tải y9  Mạch động lực: H SVTH: PHAN THANH NGỌC SVTH: THẠCH CẢNH TỈNH 6.4 M ng l c TRANG 100 LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ MÁY ĐĨNG GĨI BÁNH SNACKS  Mạch điều khiển: SVTH: PHAN THANH NGỌC SVTH: THẠCH CẢNH TỈNH TRANG 101 LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ MÁY ĐĨNG GĨI BÁNH SNACKS H SVTH: PHAN THANH NGỌC SVTH: THẠCH CẢNH TỈNH 65 M u n TRANG 102 LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ MÁY ĐĨNG GĨI BÁNH SNACKS TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Air Cylinder: Standard Type SeriesCM2 [2] Audion_catalogue_UK_032013_klein 3] Chenta gear.Worm gear catalog [4] FX-4AD - User's Manual JY992D28101_Mitshubishi [5] Knife brochure_ catalogue [6] Kỹ thuật khí nén PGS.TS Phan Đình Huấn Nhà xuất Đại Học Quốc Gia Thành Phố Hồ Chí Minh [7] Lê Khánh Điền- Vũ Tiến Đạt Vẽ kỹ thuật khí Nhà xuất Đại Học Quốc Gia Thành Phố Hồ Chí Minh [8] Mitsubishi điều khiển lập trình [9] Motion and control NSK Rolling bearings [10] Nguyễn Hồng Ngân- Nguyễn Danh sơn.Kỹ thuật nâng chuyển tập máy vận chuyển liên tục Nhà xuất Đại Hoc Quốc Gia Thành Phố Hồ Chí Minh [11] Nguyễn Hữu Lộc.Bài tập chi tiết máy Nhà xuất Đại Học Quốc Gia Thành Phố Hồ Chí Minh [12] Nguyễn Hữu Lộc Cơ sở thiết kế máy Nhà xuất Đại Học Quốc Gia Thành Phố Hồ Chí Minh [13] Nguyễn Văn Hiệp – Phạm Thị Nghĩa- Lê Thiện Thành Máy trục vận chuyển, nhà xuất Giao Thơng Vận Tải [14] Ninh Đức Tốn Dung sai lắp ghép Nhà xuất Giáo Dục [15] Ogura-industrial-products [16] Putnam,Jr.etal Vertical form fill,and seal packaging machine with improved side sealing means.United States patent 4171605 [17] Suco_electromagnetic_clutches_brakes_catalogue_en [18] Trần Hữu Quế Vẽ kỹ thuật khí tập Nhà xuất Giáo Dục [19] Trịnh Chất- Lê Văn Uyển.Tính tốn thiết kế hệ thống dẫn động khí tập Nhà xuất Giáo Dục SVTH: PHAN THANH NGỌC SVTH: THẠCH CẢNH TỈNH TRANG 103 LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP SVTH: PHAN THANH NGỌC SVTH: THẠCH CẢNH TỈNH THIẾT KẾ MÁY ĐĨNG GĨI BÁNH SNACKS TRANG 104 [...]... những cách đóng gói khác nhau Các loại máy đóng gói có thể đƣợc phân loại nhƣ sau : - Máy đóng gói vật liệu dạng khối: mì ăn liền, bánh kẹo, xà phòng… H 15 n phẩm d ng kh i - Máy đóng gói dạng lỏng: sửa, dầu sa – tế, dầu gội… SVTH: PHAN THANH NGỌC SVTH: THẠCH CẢNH TỈNH TRANG 8 LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ MÁY ĐĨNG GĨI BÁNH SNACKS H 16 n phẩm d ng l ng - Máy đóng gói dạng vật liệu dạng hạt: đƣờng, muối,... cơ bản trong máy đóng gói: D ng 1 SVTH: PHAN THANH NGỌC SVTH: THẠCH CẢNH TỈNH TRANG 9 LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ MÁY ĐĨNG GĨI BÁNH SNACKS 1- Bộ phận cấp nhãn 3- Bộ phận tạo hình 2- Bộ phận định lƣợng 5- Bộ phận hàn mép dọc 4- Bộ phận cuốn nhãn 6- Bộ phận hàn và cắt mép ngang D ng 2 D ng 3 SVTH: PHAN THANH NGỌC SVTH: THẠCH CẢNH TỈNH TRANG 10 LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ MÁY ĐĨNG GĨI BÁNH SNACKS 1.5.2.1... nhẹ, ít ồn  Giá thành thấp  An tồn  Kết cấu có tính thẩm mỹ  Dễ sử dụng  Dễ chế tạo, dễ lắp ráp  Dễ vận chuyển  Đảm bảo vệ sinh mơi trƣờng… SVTH: PHAN THANH NGỌC SVTH: THẠCH CẢNH TỈNH TRANG 15 LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ MÁY ĐĨNG GĨI BÁNH SNACKS CHƢƠNG 2 : CHỌN SƠ ĐỒ NGUN LÝ VÀ SƠ ĐỒ ĐỘNG 2.1 Cấu tạo của máy đóng gói bánh snacks: HỆ THỐNG ĐỊNH LƢỢNG BÁNH SNACKS BỘ PHẬN HÀN VÀ CẮT MÉP NGANG BAO... thích hợp cho việc định lƣợng vật liệu dạng khối nhƣ: snacks, bánh mì, mì sợi… H SVTH: PHAN THANH NGỌC SVTH: THẠCH CẢNH TỈNH 1 9 Đ ng bằ ki m chứng t cao TRANG 11 LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ MÁY ĐĨNG GĨI BÁNH SNACKS 1.5.2.2 Cấp nhãn và tạo hình: D ng 1 SVTH: PHAN THANH NGỌC SVTH: THẠCH CẢNH TỈNH TRANG 12 LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ MÁY ĐĨNG GĨI BÁNH SNACKS D ng 2 Bao bì đƣợc sản xuất thành một cuộn có... THIẾT KẾ MÁY ĐĨNG GĨI BÁNH SNACKS  Bộ phận tiệt trùng: H 1 14 N c ho ng b ph n ti ù  Ngồi ra, trên máy đóng gói còn có các bộ phận phụ khác nhƣ: + In mã ngày tháng năm + Thơng nghẹt tự động + Thổi khí chống nghẹt + Đục lổ túi sản phẩm để treo + Băng tải chuyển sản phẩm + Bộ gắp và chuyển sản phẩm bằng chân khơng + Dò và tách kim loại…  Các u cầu cần chú ý khi thiết kế máy:  Đóng gói đƣợc  Năng suất... Mạch điều khiển………………………………………………………… 101 SVTH: PHAN THANH NGỌC SVTH: THẠCH CẢNH TỈNH TRANG xi LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP SVTH: PHAN THANH NGỌC SVTH: THẠCH CẢNH TỈNH THIẾT KẾ MÁY ĐĨNG GĨI BÁNH SNACKS TRANG xii LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ MÁY ĐĨNG GĨI BÁNH SNACKS CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN 1.1 Lịch sử ngành bao bì sản phẩm: Vào thế kỷ đầu trƣớc Cơng ngun, vỏ cây dâu tằm đƣợc đã đƣợc ngƣời Trung Quốc sử dụng để bọc thức... sẽ đóng đƣờng nạp liệu và tháo lƣợng sản phẩm trong máy ra SVTH: PHAN THANH NGỌC SVTH: THẠCH CẢNH TỈNH TRANG 16 LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ MÁY ĐĨNG GĨI BÁNH SNACKS H 22 ng u cầu:  Định lƣợng phải đảm bảo tiến hành đúng các quy trình cơng nghệ, cách pha trộn đã quy định, phân lƣợng đúng và chính xác thành phẩm SVTH: PHAN THANH NGỌC SVTH: THẠCH CẢNH TỈNH TRANG 17 LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ MÁY... chung của máy đóng gói 1.5.1 Phân loại: Sản phẩm sau khi sản xuất ra đều phải đƣợc bao gói dƣới nhiều dạng khác nhau nhằm mục đích bảo quản sản phẩm lâu dài, giữ vệ sinh, tiện lợi trong vận chuyển, tăng tính thẩm mỹ cho sản phẩm Mặt khác, đóng gói cũng là một cách để định lƣợng nhất là đối với những mặt hàng tiêu dùng và thực phẩm Tùy theo hình dạng và kết cấu của sản phẩm mà có những cách đóng gói khác... nhiệt độ thường plastic có thể đồng thời tồn tại ở cả hai trạng thái là kết tinh và vô đònh hình SVTH: PHAN THANH NGỌC SVTH: THẠCH CẢNH TỈNH TRANG 6 LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ MÁY ĐĨNG GĨI BÁNH SNACKS * Trạng thái kết tinh: các mạch polyme sắp xếp song song, có sự đònh hướng rõ rệt, giữa các mạch polyme song song hình thành các liên kết ngang tạo nên mạng lưới có sắp xếp trật tự làm cho cấu trúc của... đáy bao (3) dùng khí nén ,đồng thời hàn đầu bao trƣớc đó và cắt.Kết hợp với chuyển động cuốn bao và cắt bao là chuyển động quay của đĩa quay đị (8) để định lƣợng vật liệu từ phểu cấp liệu (9) để đổ liệu vào trong bao,hình thành bao bánh snack, bánh snacks sau khi đóng gói xong sẽ rơi xng băng tải (1) và đƣợc băng tải đƣ đến vị trí đóng gói thành phẩm tiếp theo 2.3 Sơ đồ truyền động: Ứng với mỗi sơ độ ... TRANG 15 LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ MÁY ĐĨNG GĨI BÁNH SNACKS CHƢƠNG : CHỌN SƠ ĐỒ NGUN LÝ VÀ SƠ ĐỒ ĐỘNG 2.1 Cấu tạo máy đóng gói bánh snacks: HỆ THỐNG ĐỊNH LƢỢNG BÁNH SNACKS BỘ PHẬN HÀN VÀ CẮT... Mặt khác, đóng gói cách để định lƣợng mặt hàng tiêu dùng thực phẩm Tùy theo hình dạng kết cấu sản phẩm mà có cách đóng gói khác Các loại máy đóng gói đƣợc phân loại nhƣ sau : - Máy đóng gói vật... NGHIỆP SVTH: PHAN THANH NGỌC SVTH: THẠCH CẢNH TỈNH THIẾT KẾ MÁY ĐĨNG GĨI BÁNH SNACKS TRANG xii LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ MÁY ĐĨNG GĨI BÁNH SNACKS CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN 1.1 Lịch sử ngành bao bì