TÍNH TOÁN THIẾT kế máy sản XUẤT đũa đôi

Tự động hóa có nhiều hệ thống máy móc tự động đã thay thế con người trong việc điều khiển các quá trình sản xuất của cải vật chất rộng lớn, phức tạp, tinh vi, với năng suất cao và chất l

Trang 1

ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

KHOA CƠ KHÍ

BỘ MÔN THIẾT KẾ MÁY -oOo -

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP

TÍNH TOÁN THIẾT KẾ MÁY SẢN XUẤT

ĐŨA ĐÔI

GVHD: Nguyễn Văn Thạnh SVTH: Nguyễn Phú

MSSV: 208T3178

Tp HCM, Tháng 12/2012

Trang 2

ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

KHOA CƠ KHÍ

BỘ MÔN THIẾT KẾ MÁY -oOo -

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP

TÍNH TOÁN THIẾT KẾ MÁY SẢN XUẤT ĐŨA ĐÔI

( PHẦN PHỤ LỤC CÁC BẢN VẼ CHI TIẾT )

GVHD: Nguyễn Văn Thạnh SVTH: Nguyễn Phú

MSSV: 208T3178

Tp HCM, Tháng 12/2012

Trang 3

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HCM CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA Độc lập – Tự do – Hạnh phúc

Số: /BKĐT

NHIỆM VỤ LUẬN ÁN TỐT NGHIỆP

(Chú ý: sinh viên phải dán tờ này vào trang thứ nhất của bản thuyết minh) Khoa: CƠ KHÍ

Bộ môn: THIẾT KẾ MÁY

HỌ VÀ TÊN: NGUYỄN PHÚ MSSV: 208T3178

NGÀNH: KỸ THUẬT CHẾ TẠO LỚP: BT06CTM

1 Đầu đề luận án:

TÍNH TOÁN THIẾT KẾ MÁY SẢN XUẤT ĐŨA ĐÔI

2 Nhiệm vụ (yêu cầu về số liệu và nội dung ban đầu):

- Tổng quan

- Phân tích và lựa chon phương án thiết kế

- Thiết kế kết cấu hệ thống cấp phôi

- Thiết kế hệ thống tạo hình sản phẩm

- Lập tài liệu thiết kế (Thuyết minh và 5 – 7 A0 bản vẽ kết cấu máy)

-

3 Ngày giao nhiệm vụ luận án:

4 Ngày hoàn thành nhiệm vụ:

5 Họ và tên người hướng dẫn: Phần hướng dẫn:

Nội dung yêu cầu LATN đã được thông qua Bộ môn

Ngày tháng năm 2012

PGS.TS PHẠM HUY HOÀNG NGUYỄN VĂN THẠNH

PHẦN DÀNH CHO KHOA, BỘ MÔN

Người duyệt (chấm sơ bộ):

Trang 4

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

Khoa : _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ Độc Lập - Tự Do - Hạnh Phúc

-

Mẫu TN.04 Ngày tháng năm PHIẾU CHẤM BẢO VỆ LVTN (Dành cho người hướng dẫn / phản biện) 1 Họ và tên SV : NGUYỄN PHÚ MSSV : 208T3178 Ngành (chuyên ngành) : KỸ THUẬT CHẾ TẠO 2 Đề tài : TÍNH TỐN THIẾT KẾ MÁY SẢN XUẤT ĐŨA ĐƠI 3 Họ tên người hướng dẫn/phản biện :

4 Tổng quát về bản thuyết minh : Số trang : Số chương :

Số bảng số liệu : Số hình vẽ :

Số tài liệu tham khảo : Phần mềm tính toán :

Hiện vật (sản phẩm) :

5 Tổng quát về các bản vẽ : - Số bản vẽ : bản A0 bản A3 khổ khác - Số bản vẽ vẽ tay Số bản vẽ trên máy tính 6 Những ưu điểm chính của LVTN :

7 Những thiếu sót chính của LVTN :

8 Đề nghị : Được bảo vệ Bổ sung thêm để bảo vệ Không được bảo vệ

9 Câu hỏi SV phải trả lời trước Hội đồng (CBPB ra ít nhất 02 câu): a

b

c

Đánh giá chung (bằng chữ : giỏi, khá, TB) : Điểm _/10

Ký tên (ghi rõ họ tên)

Trang 5

-

Mẫu TN.04 Ngày tháng năm PHIẾU CHẤM BẢO VỆ LVTN (Dành cho người hướng dẫn) 1 Họ và tên SV : NGUYỄN PHÚ MSSV : 208T3178 Ngành (chuyên ngành) : KỸ THUẬT CHẾ TẠO 2 Đề tài : TÍNH TỐN THIẾT KẾ MÁY SẢN XUẤT ĐŨA ĐƠI 3 Họ tên người hướng dẫn : NGUYỄN VĂN THẠNH 4 Tổng quát về bản thuyết minh : Số trang : Số chương :

b

c

Trang 6

-

Mẫu TN.04 Ngày tháng năm PHIẾU CHẤM BẢO VỆ LVTN (Dành cho người phản biện) 1 Họ và tên SV : NGUYỄN PHÚ MSSV : 208T3178 Ngành (chuyên ngành) : KỸ THUẬT CHẾ TẠO 2 Đề tài : TÍNH TỐN THIẾT KẾ MÁY SẢN XUẤT ĐŨA ĐƠI 3 Họ tên người phản biện :

4 Tổng quát về bản thuyết minh : Số trang : Số chương :

b

c

Trang 7

MỤC LỤC

CHƯƠNG 2 - CƠ SỞ THIẾT KẾ MÁY 9

CHƯƠNG 3 - TÍNH TOÁN NĂNG SUẤT MÁY 34

Trang 8

CHƯONG 4 - TÍNH TOÁN CHI TIẾT MÁY 47

5.1 Cơ sở tính tốn cam 79

5.3 Phân tích lực cơ cấu cam 88 5.4 Tính toán cam 92 5.5 Thiết kế cam 97 CHƯƠNG 6 - ĐIỀU KHIỂN HỆ THỐNG TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN 100

6.1 Các phương pháp truyền động 100

6.2 Các loại khí cụ điện 101

6.3 Khí cụ bảo vệ 108

CHƯƠNG 7 - MẠCH ĐIỀU KHIỂN TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN 110

7.1 Thiết kế mạch điều khiển và mạch động lực cho máy 111

7.2 Chọn phương án 113

Trang 9

LỜI CẢM ƠN

Con xin chân thành cảm ơn Cha Mẹ gia đình đã tạo mọi điều kiện cho con học tập

Em xin chân thành cảm ơn các thầy cơ trong trường ĐH Bách Khoa TP.HCM đã chỉ dạy cho em những kiến thức cơ bản

Em xin chân thành cảm ơn các thầy cơ trong Khoa Cơ Khí đã chỉ dạy cho em những kiến thức chuyên sâu về chuyên nghành cơ khí

Em xin chân thành cảm ơn các thầy cơ trong Bộ mơm Thiết Kế Máy đặc biệt là thầy Nguyễn Văn Thạnh là người trực tiếp hướng dẫn em hồn thành luận văn này

Cuối cùng tơi xin chân thành cảm ơn các bạn bè đã đĩng gĩp ý kiến để luận văn này hồn thiện hơn!

Xin gửi tới quý thầy cơ và các bạn bè lời chúc sức khỏe, may mắn và hạnh phúc!

Sinh viên thực hiện

Nguyễn Phú

Trang 10

TĨM TẮT

Nước ta hiện nay đang trong giai đoạn phát triển kinh tế công nghiệp hoá hiện đại hoá đất nước và hội nhập kinh tế khu vực Việc phát triển kinh tế giữ gìn vệ sinh và phổ biến các sản phẩm có ý nghĩa rất quan trọng Bên cạnh việc đầu tư các trang thiết

bị hiện đại thì vấn đề thiết kế và chế tạo máy móc phục vụ cho sản xuất và tiêu dùng nhất là trong lĩnh vực chế biến lương thực, thực phẩm cũng đòi hỏi có sự nghiên cứu đầu tư, bên cạnh đó cùng với sự phát triển mạnh mẽ của khoa học kỹ thuật trên thế giới, đòi hỏi đáp ứng nhu cầu của con người ngày càng cao và cũng đã đem lại những lợi ích to lớn cho con người về vật chất Một trong những ngành chúng ta cần quan tâm

và phát triển mạnh đĩ là ngành cơ khí chế tạo, cơ khí chế tạo đĩng vai trị quan trọng trong việc sản xuất ra các thiết bị, cơng cụ, vật liệu, phơi liệu, sản phẩm phục vụ cho đời sống hằng ngày của con người Để ngành cơ khí chế tạo máy phát triển nhanh và mạnh, chúng ta cần phải cĩ trình độ về những cơng nghệ tiên tiến, cơng nghệ tự động trong sản xuất cơ khí

Với đề tài “ Tính toán thiết kế máy sản xuất đũa đôi ” được sử dụng hệ thống

điều khiển bằng cơ khí, đây là loại truyền động đơn giản, dễ điều khiển, giá thành rẻ, ổn định, nhưng vẫn mang tính hiện đại, tiên tiến, và đề tài này giúp cho sinh viên làm quen với việc tính toán, thiết kế máy

Vì thời gian, kinh phí, tài liệu và trình bản thân cịn hạn chế nên đề tài này vẫn cịn nhiều thiếu sĩt Kính mong được sự chỉ dạy và gĩp ý của quý thầy cơ và bạn bè

Trang 11

TÀI LIỆU THAM KHẢO

1 Hoàng Nguyên – Máy và Thiết bị gia công gỗ - NXB Nông nghiệp

2 Nguyễn Văn Hùng Máy tự động và Đường dây tự động NXB Công nhân kỹ thuật,

1966

3 Nguyễn Trọng Hiệp – Nguyễn Văn Lẫm Thiết kế Chi tiết máy NXB Giáo dục,

2003

4 Lê Trung Thực – Tự động hóa sản xuất - Đại Học Bách Khoa TP.HCM, 2000

5 Nguyễn Ngọc Đào – Hồ Viết Bình – Phan Minh Thanh Giáo trình cơ sở Cơng nghệ

chế tạo máy - Trường Đại học SPKT TP HCM, 2003

6 Nguyễn Hữu Lộc - Thiết Kế Cơ Khí Với Mechenical Desktop 4.0 NXB TP.HCM,

Trang 12

Chương 1

TỔNG QUAN 1.1 ĐẶT VẤN ĐỀ, TẦM QUAN TRỌNG CỦA VẤN ĐỀ

Sản xuất của cải vật chất là cơ sở của sinh hoạt xã hội Trong quá trình sản xuất của cải vật chất, con người với lao động của mình sử dụng tư liệu lao động để tác động, gọi chung là tư liệu sản xuất, thể hiện một cách tổng quát dưới ba dạng: năng lượng, vật liệu và công cụ Trong đó công cụ sản xuất có tác dụng quyết định hơn cả Trình độ phát triển cộng cụ sản xuất là thước đo mức độ phát triển của sản xuất Các thời đại phát triển kinh tế khác nhau không phải ở chỗ sản xuất ra thứ gì, mà ở chỗ sản xuất của cải vật chất như thế nào, bằng những công cụ sản xuất ra sao Cho nên công cụ lao động là yếu tố có tác dụng quyết định nhất trong quá trình sản xuất của cải vật chất Công cụ sản xuất luôn luôn được cải tiến, thay đổi dần dần, từ công cụ thô sơ, đơn giản, lên công cụ cơ khí hoá, rồi công cụ tự động hoá

Tự động hóa có nhiều hệ thống máy móc tự động đã thay thế con người trong việc điều khiển các quá trình sản xuất của cải vật chất rộng lớn, phức tạp, tinh vi, với năng suất cao và chất lượng tốt Đồng thời, tự động hóa các quá trình sản xuất đã thay đổi hẳn tính chất lao động, cải thiện điều kiện làm việc của công nhân Nhất là ở những khâu nặng nhọc, độc hại, nguy hiểm, tạo điều kiện làm giảm thời gian lao động, khắc phục dần sự khác nhau giữa lao động trí óc và lao động chân tay

Ở các nước có nền kinh tế phát triển, vấn đề tự động hóa được sử dụng rộng rãi trong các ngành dệt, in, giấy, thực phẩm, hóa chất, năng lượng, khai mỏ, luyện kim, cơ khí, giao thông, thông tin… trong đó tự động hóa khâu chế tạo máy vẫn giữ vai trò quan trọng nhất về mặt kinh tế, vì vậy ngành chế tạo máy có trách nhiệm trang bị phương tiện sản xuất hiện đại cho tất cả các ngành

Ở nước ta bên cạnh đẩy mạnh cơ khí hóa đã dần dần áp dụng tự động hóa vào những nơi có điều kiện trong các lãnh vực: Công nghiệp nhẹ, công nghiệp nặng, quốc phòng… nhu cầu phát triển tự động hoá đang mỗi ngày một tăng nhanh

1.2 GIỚI HẠN VẤN ĐỀ

Trang 13

Trong quá trình làm luân văn tốt nghiệp, em thực hiện đề tài về dây chuyền sản xuất đũa (tính toán thiết kế máy sản xuất đũa đôi tự động)

Tuy nhiên do điều kiện thời gian có hạn, do điều kiện kinh phí có hạn, do tài liệu nghiên cứu và do khả năng người thực hiện có hạn, nên trong phạm vi đề tài này nhóm chỉ tập trung giải quyết những vấn đề chính là tính toán thiết kế máy sản xuất đũa đôi tự động, sửa chữa thi công máy sản xuấ đũa đơi tự động

1.3 MỤC TIÊU CỦA ĐỀ TÀI

1.3.1 Mục tiêu trước mắt

Mục tiêu học đòi hỏi sinh viên phải làm hoàn tất luận văn tốt nghiệp, đòi hỏi sinh viên đạt được những kỹ năng về tính thiết kế cho một máy tự động nên em thực hiện yêu cầu này

1.3.2 Mục tiêu xa

Do nước ta đang áp dụng tự động hóa vào sản xuất, đây là cơ hội để sinh viên mới

ra trường có cơ hội hội nhập được với trình độ khoa học kỹ thuật phát triển của máy tự động Nên cùng với người thực hiện đề tài, giáo viên hướng dẫn đã dẫn dắt dần vào lĩnh vực tự động, từ đó sinh viên sau khi ra trường có thể tiếp cận nhanh chóng hơn về lĩnh vực tự động hóa

1.3.3 Mục tiêu cuối cùng

Đề tài có khả năng góp phần đóng góp cho quá trình phát triển về sản xuất của xã hội, tạo động lực cho các sinh viên khóa sau mạnh dạn đầu tư cho việc nghiên cứu về tự động hóa Từ đó có đội ngũ kỹ sư sẽ góp phần vào sự phát triển của ngành cơ khí và đóng góp vào sự phát triển của đất nước

1.4 THỂ THỨC THỰC HIỆN ĐỀ TÀI

1.4.1 Tựa đề tài:

Tính tốn thiết kế máy sản xuất đũa đơi

1.4.2 Lý do

Do khoa học kỹ thuật ngày càng phát triển nên thúc đẩy khả năng tìm tòi của con người, muốn có được sự hiểu biết vững chắc về chuyên môn để có thể vận dụng những kiến thức đã học vào thực tiễn Nên em thực hiện nghiên cứu tìm tòi tài liệu về máy tự động, về thiết bị chế biến gỗ, tự động hóa sản xuất… để củng cố thêm kiến thức cho

Trang 14

mình, đưa kiến thức cơ bản vào trong để tài để có phương pháp thực hiện và kiến thức để ứng dụng vào thực tiễn

1.4.3 Phương pháp

1.4.3.1 Nghiên cứu tài liệu có liên quan

Đây là phương pháp nghiên cứu mà dựa vào tài liệu có sẵn, kế thừa những mạnh khắc phục những mặt yếu, tham khảo tài liệu giúp cho người nghiên cứu bổ xung thêm kiến thức, lý luận cũng như phương pháp mà những công trình nghiên cứu trước đây đã sử dụng Nghiên cứu tài liệu giúp người nghiên cứu kịp thời vận dụng những thành tựu mới để hiệu chỉnh và cải tiến công trình đến mức tối đa

Đây là cách thức tìm ra nguồn trí thức vô tận bên cạnh những điều mà ta đã được học ở trường Người nghiên cứu cần đọc nhiều nguồn tài liệu khác nhau ở các tác giả trong và ngoài nước để từ đó lựa chọn một hướng chính xác hơn phù hợp với đề tài mà mình nghiên cứu

1.4.3.2 Tìm hiểu quy trình sản xuất đũa thực tế và máy sản xuất đũa

Tìm hiểu thực tế, tiếp cận thực tế làm cho người thực hiện tự tin hơn trong quá trình thực hiện đề tài, mạnh dạn trong quá trình tính toán, thiết kế, và thi công công trình

1.5 TỔNG QUAN VỀ TỰ ĐỘNG

1.5.1 Định nghĩa tự động hoá

Là dùng năng lượng phi sinh vật (cơ, điện, điện tử …) để thực hiện một phần hay toàn bộ quá trình công nghệ mà ít nhiều không cần sự can thiệp của con người

Tự động hoá là một quá trình liên quan tới việc áp dụng các hệ thống cơ khí, điện tử, máy tính để hoạt động, điều khiển sản xuất Công nghệ này bao gồm:

Những công cụ máy móc tự động

Máy móc lắp ráp tự động

Người Máy công nghiệp

Hệ thống vận chuyển và điều khiển vật liệu tự động

Điều khiển có hồi tiếp và điều khiển quá trình bằng máy tính

Hệ thống máy tính cho việc thảo kế hoạch, thu nhập dữ liệu và ra quyết định để hỗ trợ các hoạt động sản xuất

Trang 15

1.5.2 Các hình thức tự động hoá

1.5.2.1 Tự động hoá cứng

Là một hệ thống trong đó một chuỗi các hoạt động (xử lý hay lắp ráp ) cố định trên một cấu hình thiết bị Các nguyên công trong dây chuyền này thường đơn giản Chính sự hợp nhất và phối hợp các nguyên công như vậy vào một thiết bị làm cho hệ thống trở nên phức tạp Những đặc trưng chính của tự động hoá cứng là:

- Đầu tư ban đầu cao cho những thiết bị thiết kế theo đơn đặt hàng

- Năng suất máy cao

- Không linh hoạt trong việc thích nghi với các thay đổi sản phẩm

1.5.2.2 Tự động hoá lập trình

Thiết bị sản xuất được thiết kế với khả năng có thể thay đổi trình tự các nguyên công để thích ứng với những cấu hình sản phẩm khác nhau

Chuỗi các hoạt động có thể điều khiển bởi một chương trình, tức là một tập lệnh được mã hoá để hệ thống có thể đọc và diễn dịch chúng

Những chương trình mới có thể được chuẩn bị và nhập vào thiết bị để tạo ra sản phẩm mới Một vài đặc trưng của tự động hoá lập trình là:

- Đầu tư cao cho những thiết bị có mục đích tổng quát

- Năng suất tương đối thấp so với tự động hoá cứng

- Sự linh hoạt khi có sự thay đổi trong cấu hình sản phẩm

- Thích hợp nhất là cho sản xuất hàng loạt

1.5.2.3 Tự động hoá linh hoạt

Tự động hoá linh hoạt là sự mở rộng của tự động hoá lập trình được Khái niệm của tự động hoá linh hoạt đã được phát triển trong khoảng 25 đến 30 năm vừa qua Và

những nguyên lý vẫn còn đang phát triển

Là hệ thống tự động hoá có khả năng sản xuất rất nhiều loại sản phẩm (hay bộ phận) khác nhau mà hầu như không mất thời gian cho việc chuyển đổi từ sản phẩm này sang sản phẩm khác Không mất thời gian cho sản xuất cho việc lập trình lại và thay thế các cài đặt vật lý (công cụ đồ gá, máy móc) Hậu quả là hệ thống có thể lên kế hoạch kết hợp sản xuất nhiều loại sản xuất khác nhau thay vì theo từng loại riêng biệt Đặc trưng của tự động hoá linh hoạt có thể tóm tắt như sau:

Trang 16

+ Đầu tư cao cho thiết bị

+ Sản xuất liên tục những sản phẩm hỗn hợp khác nhau

+ Tốc độ sản xuất trung bình

+ Tính linh hoạt khi sản phẩm thay đổi thiết kế

1.5.2.4 Sự cần thiết phải có tự động hoá

- Nâng cao năng suất:

Tự động hoá các quá trình hoạt động sản xuất hứa hẹn việc tăng năng suất lao động Điều này có nghĩa tổng sản phẩm đầu ra đạt năng suất cao hơn ( đầu ra trên giờ )

so với hoạt động bằng tay tương ứng

- Chi phí nhân công cao:

Xu hướng trong xã hội công nghiệp của thế giới là chi phí cho công nhân không ngừng tăng lên Kết quả là đầu tư cao lên trong các thiết bị tự động hoá đã trở nên kinh tế hơn để có thể thay đổi chân tay Chi phí cao của lao động đang ép các nhà lãnh đạo doanh nghiệp thay thế con người bằng máy móc Bởi vì máy móc có thể sản xuất ở mức cao, việc sử dụng tự động hoá đã làm cho chi phí trên một đơn vị sản phẩm thấp hơn

- Sự thiếu lao động:

Trong nhiều quốc gia phát triển, có sự thiếu hụt lớn lực lượng lao động Chẳng hạn như Tây Đức đã bị ép buộc phải nhập khẩu lao động để làm tăng nguồn cung cấp lao động của mình

Việc thiếu hụt lao động cũng kích thích sự phát triển của tự động hoá

- Xu hướng dịch chuyển của lao động về thành phần dịch vụ:

- Sự an toàn:

Bằng việc tự động hoá các hoạt động và chuyển người vận hành máy từ vị trí tham gia tích cực sang vai trò đốc công, công việc trở nên an toàn hơn Sự an toàn và thoải mái của công nhân đã trở thành mục tiêu quốc gia với sự ban hành đạo luật sức khoẻ và an toàn nghề nghiệp

- Giá nguyên vật liệu cao:

Giá cao của nguyên vật liệu tạo ra nhu cầu sử dụng các nguyên vật một cách hiệu quả hơn Việc giảm phế liệu là một trong những lợi ích của tự động hoá

Trang 17

- Nâng cao chất lượng sản phẩm:

Các hoạt động tự động hoá không chỉ sản xuất với tốc độ nhanh hơn so với làm bằng tay mà còn sản xuất với sự đồng nhất cao hơn và sự chính xác đối với các tiêu chuẩn chất lượng

- Rút ngắn thời gian sản xuất:

Tự động hoá cho phép nhà sản xuất rút ngắn thời gian giữa việc đặt hàng của khách hàng và thời gian giao sản phẩm Điều này tạo cho người có ưu thế cạnh tranh trong việc tăng cường dịch vụ khách hàng tốt hơn

- Giảm bớt phôi liệu đang sản xuất:

Lượng hàng tồn kho khi đang sản xuất tạo ra một chi phí đáng kể cho nhà sản xuất

vì nó giữ chặt vốn lại Hàng tồn kho khi đang sản xuất không có giá trị Nó không đóng vai trò như nguyên vật liệu hay sản phẩm Tương tự như nhà sản xuất sẽ có lợi khi giảm tối thiểu lượng phôi tồn đọng trong sản xuất Tự động hoá có xu hướng thực hiện mục đích này bởi việc rút ngắn thời gian gia công toàn bộ sản phẩm phân xưởng

- Nếu không tự động hoá sẽ phải trả giá đắt:

Tự động hoá nhà máy sản xuất sẽ có một ưu thế cạnh tranh quan trọng Thuận lợi này không thể phơi bày được dưới hình thức ủy thác của công ty Ưu điểm của tự động hoá thường được thấy một cách bất ngờ và không lường trước, thí dụ như hàng chất lượng cao, bán hàng nhiều hơn quan hệ lao động tốt hơn Công ty mà không tự động dễ thấy mình bị bất lợi với khách hàng, nhân viên của họ và xã hội công cộng

Tất cả những nhân tố trên hợp thành một bản đồng ca biến việc tự động hoá sản xuất thành một công cụ hấp dẫn thay cho phươngpháp sản xuất bằng tay

Nhận xét: ta thấy để đảm bảo chất lượng của sản phẩm, đồng thời tăng năng suất ta chọn hệ thống lắp ráp tự động đó là một quy luật tất yếu phải xảy ra

1.6 KHÁI QUÁT QUY TRÌNH SẢN XUẤT ĐŨA TRE

1.6.1 Các loại cây làm đũa

Tre gai, luồng, lồ ô, tre bầu, nứa, lồng mức, bồ đề, tre sóng lá, gỗ mun…

1.6.2 Giới thiệu một số thiết bị trong quy trình sản xuất đũa

1.6.2.1 Máy cưa

Trang 18

Kết cấu máy đơn giản, máy gồm có khung đỡ, động cơ điện truyền động cho lưỡi cưa để cắt phôi

Máy có nhiệm vụ cưa tre ra từng đoạn ngắn, tùy loại máy thiết kế để có sản phẩm tre đã được chẽ hoặc vẫn ở dạng tre tròn khi cưa

Công đoạn cưa để chuẩn bị cho quá trình dập thành phôi đũa

Lưỡi cưa dạng tròn

Răng cưa tam giác đều

Hình 1.2 Máy dập

1.6.2.3 Máy sấy khô

Phôi đũa khi dập ra vẫn còn tươi, nếu không sấy thì đũa sẽ bị nấm mốc, làm cho sản phẩm đũa chất lượng kém và không sử dụng được

Trang 19

Hình 1.3 Máy sấy

1.6.2.4 Máy sản xuất đũa

Giới thiệu về máy sản xuất đũa

Máy sản xuất đũa là thành phần quan trọng trong công nghệ để quyết định chất lượng sản phẩm đũa, hiện nay có rất nhiều loại máy Tùy theo sản phẩm đũa được làm ra Và tùy theo từng loại máy cho từng loại vật liệu làm đũa Máy sản xuất đũa làm việc ổn định do các bộ phận chủ yếu của máy là cơ khí

Hình 1.4 Máy sản xuất đũa

1.6.2.5 Máy làm bóng

Hình 1.5 Máy làm bĩng

Trang 20

Chương 2

CƠ SỞ THIẾT KẾ MÁY

Sản phẩm làm ra cĩ kích thước 204 x 13 x 4 mm từ phơi cĩ kích thước 204 x 13 x 4,5

mm vật liệu là gỗ, lồ ơ hoặc tre

2.1 LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN ĐIỀU KHIỂN CHO MÁY

2.1.1 Phương án 1: Hệ thống điều khiển cứng

2.1.1.1.Hệ thống điều khiển theo cam

Trong các hệ thống điều khiển theo cam vật chứa chương trình là cam có prôfin tương ứng đặt trên trục phân phối

Profin của cam xác định theo chu trình làm việc của máy và cho phép hoàn thành trình tự gia công đã cho

Hệ thống điều khiển theo cam là hệ thống điều khiển không phụ thuộc và được sử dụng rộng rãi trong các máy tự động Bộ phận đọc chương trình của hệ thống là càng gạt hoặc thanh đẩy mà thường dịch chuyển theo profin của cam

Khi thiết kế và chế tạo cam cần phải tính kích thước và hình dạng cho từng phần riêng biệt sao cho có thể đảm bảo chuyển động đã cho và thời gian hành trình chạy không giảm xuống mức tối thiểu

2.1.1.2 Hệ thống điều khiển theo mẫu chép hình

Hệ thống điều khiển theo mẫu chép hình được sử dụng rộng rãi để điều khiển việc gia công các chi tiết có profin tuyến tính và có mặt cong trong không gian

Chương trình gia công được thể hiện dưới dạng mẫu chép hình Hệ thống điều khiển theo nguyên tắc sao chép có tính ổn định cao nhờ khả năng thay vật chứa chương trình nhanh Vì vậy nó được sử dụng rộng rãi để tự động hóa trong sản xuất hàng loạt lớn và hàng khối

Hệ thống sao chép có thể chia ra làm hai nhóm:

+ Hệ thống mà trong đó mẫu chép hình thực hiện cả hai chức năng điều khiển sự dịch chuyển của dụng cụ cắt và chức năng cơ cấu ăn dao của dụng cụ cắt đó

+ Hệ thống mà trong đó mẫu chép hình chỉ thực hiện mỗi chức năng điều khiển

Trang 21

Trong hệ thống điều khiển giữa mẫu chép và dụng cụ cắt có liên hệ cứng vì vậy mẫu chép hình phải chịu lực trực tiếp do đó nó mòn rất nhanh và làm giảm độ chính xác gia công

Cũng chính vì lẽ đó mà mẫu chép hình phải là từ vật liệu có độ bền cao và phải gia công nhiệt luyện để tăng độ cứng

Hệ thống điều khiển nhóm hai được sử dụng rất rộâng rãi Thành phần chủ yếu của nó là mũi dò trượt theo mẫu chép hình và thực hiện chức năng đọc chương trình

Loại hệ thống này được gọi là hệ thống điều khiển chép hình theo vết Vì nó chỉ có nhiệm vụ điều khiển cho nên chịu lực rất nhỏ và cho phép sử dụng mẫu chép hình mẫu chép hình rẻ tiền mà vẫn đảm bảo độ chính xác gia công rất cao

2.1.2 Phương án 2: Hệ thống điều khiển tự động

Như chúng ta điều biết mỗi một hệ thống điều khiển tự động (HTĐKTĐ) đều gồm có hai bộ phận: bộ phận chấp hành và bộ phận điều khiển

Bộ phận điều khiển là phương tiện của tự động hoá để xử lý tín hiệu điều khiển quá trình và những tín hiệu nhìn thấy được tuỳ thuộc vào tín hiệu của liên hệ phản hồi từ quá trình và nhiệm vụ điều khiển

Các hệ thống điều khiển tự động có thể khác nhau bởi trung tâm hoá điều khiển, phương pháp tác động hiệu lệnh, dạng của vật chứa chương trình, chức năng công nghệ, số dòng và số dạng tín hiệu nhưng điều có một số đặc điểm chung là có những bộ phận chủ yếu như cảm biến cơ cấu phân phối và cơ cấu chấp hành

2.1.2.1 Phân loại các hệ thống điều khiển tự động

- Hệ thống điều khiển tập trung

- Hệ thống điều khiển phụ thuộc

- Hệ thống điểu khiển hỗn hợp

2.1.2.2 Những hệ thống điều khiển điển hình

- Hệ thống điều khiển theo cữ tỳ

Để thực hiện được chức năng điều khiển trong mỗi hệ thống điều khiển tự động đều có ba phận chính sau đây: vật chứa chương trình, bộ phận đọc, bộ phận dẫn chương trình

Trang 22

Kết cấu của bộ phận đọc chương trình đối với mỗi hệ thống rất khác nhau và phụ thuộc vào yêu cầu đã cho Trong các hệ thống điều khiển hiện đại, thường dùng các bộ phận đọc kiểu cơ, điện cơ, điện thuỷ lực Ngoài ra cần phải có bộ phận dẫn chương trình cho máy móc

Tuỳ theo kết cấu và khối lượng gia công trong quá trình công nghệ mà vật chất chương trình có thể là tuyến tính hoặc không gian

Hệ thống điều khiển theo cữ tỳ là hệ thống điều khiển phụ thuộc mà trong đó việc điều khiển được thực hiện nhờ các cữ tỳ cố định tác động vào các cảm biến Tất cả các

cơ cấu chấp hành của thiết bị được điều khiển bằng các cữ tỳ và được thực hiện sao cho mỗi một chuyển động tiếp theo đều phải diễn ra sau khi chuyển động trước nó đã hoàn thành Chương trình gia công có thể đặt ra bằng cách xếp đặt các cữ tỳ trên thước chuyên dùng mà được kẹp ở trên bàn máy

Trên các thiết bị tự động hệ thống cữ tỳ được sử dụng để điểu khiển hành trình làm việc của các bộ phận bằng cách truyền hiệu lệnh từ bộ phận này đến các bộ phận khác

ví dụ như điều khiển chu kỳ làm việc của đầu lực, bàn máy và hệ thống liên động Cữ tỳ có thể thực hiện hai chức năng: Khống chế giới hạn dịch chuyển và điều khiển những dịch chuyển đó thực hiện một cách thứ tự

Để thực hiện chức năng đầu tiên thường sử dụng các cữ tỳ cứng mà nó sẽ tác động vào hệ thống dẫn động của cơ cấu chấp hành ở vị trí cuối cùng

Trong trường hợp thứ hai để điều khiển những dịch chuyển người ta có thể dùng các chốt đóng mở hành trình Hệ thống điều khiển này chỉ kiểm tra vị trí đầu và cuối của cơ cấu chấp hành vì vậy mà đối với các cơ cấu chấp hành làm việc trên vị trí, việc điều khiển sẽ không đồng bộ

Việc thay đổi và chuẩn bị chương trình gia công không mất nhiều thời gian, tính ổn định và linh loạt cao

Loại hệ thống điều khiển theo cữ tỳ được thực hiện bằng cơ cấu chấp hành chỉ theo

ví dụ, ví dụ tiện các trục bậc, phay các mặt bậc

Việc điểu khiển hệ thống các cữ tỳ được thực hiện bằng cơ cấu chấp hành chỉ theo một toạ độ vì vậy không thể sử dụng khi gia công những bề mặt có prôfin cong phức tạp

Trang 23

Khi sử dụng hệ thống điều khiển này chúng ta nhận thấy chúng có nhược điểm là những công tắc, chốt hành trình thường hư hỏng vì phoi, bụi bẩn, , dầu mỡ bám vào làm cho độ tin cậy của hệ thống không cao

Nhưng mặt khác chúng ta có kết cấu đơn giản giá rẻ tính vạn năng cao

- Hệ thống điều khiển theo chương trình số

Hệ thống điều khiển theo chương trình số sử dụng để tự động hóa điều khiển những dịch chuyển của cơ cấu chấp hành và được thực hiện bằng cách đưa vào hệ thống một cách trình tự các số, xác định hình dáng kích thước và độ nhám của chi tiết gia công Đặc điểm nổi bật của hệ thống điều khiển này là sử dụng tin tức dưới dạng số, nhận được từ bản vẽ chi tiết gia công

Theo bản vẽ chi tiết, đối với mỗi dạng gia công, mỗi loại máy sẽ thiết lập chương trình dưới dạng bảng trong đó có chỉ dẫn giá trị và hướng chuyển động của các cơ cấu chấp hành của máy khi gia công chi tiết Chương trình này được mã hóa và được ghi lại trên băng đục lỗ hoặc phiếu đục lỗ

Theo chức năng công nghệ, hệ thống điều khiển theo chương trình số có thể chia làm 3 loại: điều khiển theo điểm(vị trí), điều khiển theo đoạn thẳng và điều khiển theo đường cong (đường viền)

- Hệ thống điều khiển theo điểm

Các hệ thống điều khiển này đảm bảo những dịch chuyển của cơ cấu chấp hành theo vị trí đã cho Ví dụ dịch chuyển của bàn máy khoan đứng so với chi tiết gia công vào những vị trí cho trước để khoan lỗ vào chi tiết

- Hệ thống điều khiển theo đoạn thẳng

tọa độ Mặt khác nó có cơ cấu phụ để điều khiển tốc độ dịch chuyển của dụng cụ cắt

Ví dụ khi tiện trục bật, quỹ đạo của dụng cụ cắt là phối hớp thứ tự giữa các dịch chuyển ngang và dịch chuyển dọc

2.1.3 Ưu nhược điểm của 2 phương án

Phương án 1: dùng cơ cấu cam để điều khiển hoạt động của máy Cơ cấu gồm cĩ 2

cam: cam thùng điều khiển bộ dao định hình, cam mặt đầu điều khiển bộ dao cắt đứt ¾ Các cam này được liên hệ với nhau qua bộ truyền xích từ một động cơ chính Các bộ dao

Trang 24

cắt được điều khiển bởi những động cơ riêng Tĩm lại, máy dùng một động cơ chính và 5 động cơ phụ

- Ưu điểm: máy cho năng suất rất cao, giá thành máy rẻ, hoạt động ổn định

- Nhược điểm: khĩ điều chỉnh khi thay đổi sản phẩm

Phương án 2: dùng PLC để điều khiển mọi hoạt động của các bộ dao thơng qua các

cảm biến

- Ưu điểm: dễ dàng điểu chỉnh khi thay đổi sản phẩm

- Nhược điểm: giá thành cao, độ ổn định máy khơng cao, năng suất thấp

Sau khi phân tích về ưu nhược điểm của máy dạng điều khiển cứng (dùng cam điều chính) và điều khiển máy bằng lập trình (PLC) thiết kế lựa chọn phương án 1, là thiết kế máy sản xuất đũa đơi tự động điều khiển cam Máy sản xuất đũa đơi tự động thực hiện gia công đũa thuộc dạng hàng khối, cần năng suất cao, không thay đổi cách linh hoạt cho đũa, nếu cần thay đổi chỉ cần thay đổi tính toán lại cho cam

2.2 LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN CHO MÁY TỰ ĐỘNG

Máy tự động khác với máy thường ở chỗ các chuyển động chạy khơng được thực hiện chính xác trong chu kỳ tự động Thực hiện các chuyển động chạy khơng ấy như thế nào là một điều quan trọng, vì tốc độ chạy khơng cĩ liên quan chặt chẽ đến vấn đề năng suất, quy trình cơng nghệ, độ bền của máy … Máy tự động khác nhau trước hết là ở chỗ này Cho nên phân nhĩm máy tự động phải dựa vào nguyên tắc thực hiện chuyển động chạy khơng Trên quan điểm ấy cĩ thể chia các máy tự động điều khiển bằng trục phân phối thành

ba nhĩm cơ bản Chỗ khác nhau chủ yếu giữa chúng thể hiện trong tính chất hoạt động của trục phân phối

2.2.1 Nhóm máy tự động nhóm I

Nhĩm này gồm cĩ một số máy tự động cắt kim loại một trục chính để gia cơng những chi tiết khơng phức tạp và máy tự động các ngành khác như thực phẩm, dệt, hố, in, nơng nghiệp…

Đặc điểm thứ nhất của nhĩm máy này là trong chu kỳ gia cơng một sản phẩm trục phân phối quay với tốc độ khơng đổi để thực hiện chuyển động làm việc, chuyển động chạy khơng và chuyển động điều khiển Khi gia cơng sản phẩm khác, thời gian chu kỳ và tốc độ trục phân phối cĩ thể khác với trước Nhưng trong chu kỳ mới này tốc độ quay của trục phân phối vẫn khơng đổi Thay đổi tốc độ trục phân phối khi gia cơng sản phẩm khác nhau nhờ cơ cấu điều chỉnh Y (hình 2 1)

Trang 25

Chú ý là xích truyền động từ động cơ đến trục phân phối có thể thiết kế độc lập qua cơ cấu điều chỉnh Y hay thiết kế nối tiếp với một phần với xích trục chính qua hai cơ cấu điều chỉnh X và Y Về phương diện sử dụng máy, để dễ điều chỉnh và điều chỉnh chính xác nhằm đạt năng suất cao, nên làm xích truyền động cho trục phân phối với cơ cấu điều chỉnh độc lập thì tốt hơn

Đặc điểm thứ hai của nhóm máy này là khi gia công sản phẩm khác nhau những cam thực hiện chuyển động chạy không (lắp trên trục phân phối) đòi hỏi trục phân phối phải

Trong khi đó các cam thực hiện chuyển động làm việc đòi hỏi trục phân phối quay

phẩm, nhưng tổng số của chúng luôn luôn không đổi

Hình 2.1 Sơ đồ nguyên lý máy tự động nhóm I

Trang 26

Từ đặc điểm trên thấy rằng tổng số thời gian chạy không t ckI tỷ lệ với thời gian chu

)2

I ckI





I I

I

I ckI

K K

K Kt

K T

(1

nhóm I tỷ lệ với năng suất công nghệ K của máy (hình 5)

< Kmax.

Hình 2.3.a Đồ thị T, t x Hình 2.3.b Đồ thị K, Q x

Trang 27

- Nếu K < Kmin, tức là năng suất cơng nghệ hay năng suất nĩi chung quá thấp, sử dụng máy tự động như vậy khơng hợp lý

(tỷ lệ với tlv) quá ngắn (

max

1

K

trọng động quá lớn, độ cứng vững và độ bền của máy cĩ thể khơng đủ, máy hỏng

ứng với Kmin - Kmax

Nhược điểm chủ yếu của nhĩm máy này là thời gian chạy khơng tỷ lệ thuận với thời

số lớn quá mức cần thiết, khơng kinh tế

Vì lẽ ấy máy tự động thuộc nhĩm I chỉ để gia cơng những chi tiết đơn giản, cĩ chu kỳ

bé

2.2.2 Phương án 2: Nhóm máy tự động nhóm II

Nhĩm này gồm đa số máy tự động và một số máy nữa tự động cắt kim loại một và nhiều trục chính để gia cơng chi tiết phức tạp

Đặc diểm của máy nhĩm II là trong chu kỳ gia cơng một sản phẩm, trục phân phối khơng quay với tốc độ cố định như ở nhĩm I, mà với hai tốc độ khác nhau: quay chậm khi thực hiện chuyển động làm việc, quay nhanh khi thực hiện chuyển động chạy khơng

Hình 2.4 Sơ đồ nguyên lý máy tự động nhĩm II

Vì thế, từ động cơ đến trục phân phối cĩ hai xích truyền động: xích chạy chậm và xích chạy nhanh

- Xích chạy chậm cĩ cơ cấu điều chỉnh Y để thay đổi tốc độ trục phân phối (hình 2.4) khi gia cơng sản phẩm khác nhau

- Xích chạy nhanh khơng cần cơ cấu điều chỉnh vì tốc độ quay nhanh của trục phân phối là cố định mặc dù đối tượng gia cơng thay đổi, cho nên

Trang 28

tckII = const

cũng là cố định, nhưng tốc độ quay các góc ấy không giống nhau như trong nhóm I Nhờ vậy mới có thể khống chế thời gian chạy không trong phạm vi hợp lý nhất: gia công sản phẩm đơn giản hay phức tạp, tổn thất chạy không trong máy nhóm II như nhau Do tải trọng động quyết định, nên không thể rút ngắn quá mức thời gian chạy không được

K

1

và không kể các tổn thất ngoài chu kỳ, ta có công thức:

II ckII

ckII lv

Kt

K t t T

1

Hình 2.5.a Đồ thị K, n II Hình 2.5.b Đồ thị K, Q II

Trị số II nằm trong giới hạn tương ứng với Kmin < K < Kmax

như vậy không hợp lý

Trang 29

Nếu K > Kmax thì năng suất của máy QII cũng thấp tuy rằng năng suất cơng nghệ K cao,

đường cong (hình 8), khơng phải là đường thẳng như ở nhĩm máy I

So với máy nhĩm I, máy tự động nhĩm II cĩ cơ cấu truyền động phức tạp hơn, nhưng hạn chế được nhiều tổn thất chạy khơng khi gia cơng sản phẩm phức tạp

2.2.3 Nhóm máy tự động nhóm III

Nhĩm này chủ yếu gồm những máy tự động rêvơnve một trục chính Đặc điểm của máy nhĩm III là trong máy cĩ hai trục điều khiển: trục phân phối chính và trục phân phối phụ

Hình 2.6 Sơ đồ nguyên lý nhĩm máy tự động nhĩm III

Trục phân phối quay với tốc độ khơng đổi (như ở máy nhĩm II) trong chu kỳ gia cơng một sản phẩm để thực hiện tất cả các chuyển động làm việc và phần lớn các chuyển động chạy khơng Ngồi ra, trên trục phân phối cịn cĩ những cam điều khiển khác để đĩng mở một số cơ cấu đặc biệt trong máy Nhờ cĩ trục phân phối phụ những cơ cấu này thực hiện những chuyển động chạy khơng cịn lại như kẹp phơi, mở phơi, phĩng phơi, quay đầu rêvơnve, … Cơ cấu điều chỉnh Y để thay đổi tốc độ trục phân phối khi gia cơng các sản

phẩm khác nhau

Trục phân phối phụ quay với tốc độ nhanh và khơng đổi khi gia cơng sản phẩm khác nhau (như ở máy nhĩm II) để điều khiển những cơ cấu đặc biệt trong máy Xích trục phân phối phụ khơng cĩ cơ cấu điều chỉnh tốc độ (hình 2.6)

Như thế nhĩm máy III là nhĩm máy mà các chuyển động chạy khơng của chúng được thực hiện theo hai cách: cách trục phân phối quay chậm và đều như trong máy nhĩm I và cách trục phân phối phụ quay nhanh như trong máy nhĩm II

Vì lẽ đĩ, máy nhĩm II được xem là nhĩm máy trung gian của hai nhĩm máy trên Cho nên thời gian chu kỳ gia cơng một sản phẩm T bằng :

ckII ckI

t

T   

Trang 30

tlv – thời gian làm việc, phụ thuộc vào độ phức tạp của sản phẩm

chạy không là cố định Nhưng khi gia công sản phẩm khác nhau, cũng như trong máy nhóm I, thời gian chạy không sẽ khác nhau, tức là :

const T

phối quay nhanh điều khiển tckII = const

const T

K Kt

K t

t T

Q

ckII I

ckIi lv

11

1)21(

Trang 31

Như vậy, năng suất của máy tự động nhóm III bằng tích số năng suất công nghệ K, hệ

(

ckII II

ở đây tckII = const, I const

Như vậy, trong máy nhóm III, khi gia công cùng một sản phẩm, nhưng chế độ cắt gọt khác nhau, đòi hỏi phải chế tạo những cam mới, ở các máy nhóm khác không làm như thế

2.3 CHỌN NHÓM MÁY CHO MÁY SẢN XUẤT ĐŨA ĐÔI

Máy sản xuất đũa đôi thuộc loại nhóm máy tự động nhóm I vì những đặc điểm của nó,

I  1 2 3



Trang 32

Trong khi đó các cam thực hiện chuyển động làm việc đòi hỏi trục phân phối phải quay

đũa cần sản xuất), nhưng tổng số của chúng luôn luôn không thay đổi

nhau : tckI  const

không đổi

I

I I

I ckI

I

I ckI

K K

K Kt

K T

(1

1

Trong đó :

của máy nhóm I tỷ lệ với năng suất công nghệ K của máy

máy tự động như vậy là không hợp lý

Trang 33

- K > Kmax, tức là năng suất quá cao, thời gian làm việc và thời gian chạy khơng (tỷ lệ

với tlv) quá ngắn, (tlv=

max

1

động quá lớn, độ cứng vững và độ bền của máy cĩ thể khơng đủ, máy hỏng

Kmax

đến những trị số lớn quá mức cần thiết, khơng kinh tế

Chính vì vậy, máy tự động thuộc nhĩm I chỉ để gia cơng những chi tiết đơn giản Nĩi cách khác, khi gia cơng chi tiết loại nhỏ, nhẹ, đơn giản, nên thiết kế chế tạo hoặc

sử dụng máy tự động nhĩm I; chi tiết loại nhỏ và vừa, quy trình gia cơng tương đối phức tạp – thiết kế máy nhĩm III; chi tiết loại vừa, loại nặng và phức tạp – thiết kế máy nhĩm II Điểm xuất phát để dễ thiết kế, chế tạo và sử dụng máy tự động là quy trình cơng nghệ

và năng suất cơng nghệ Muốn làm tốt việc này cần nghiên cứu, phân tích đầy đủ về tính năng của các cơ cấu máy, về trị số K và N, làm thế nào đảm bảo năng suất của máy cao nhất

2.4 LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN CẤP PHÔI

2.4.1 Giới thiệu hệ thống cấp phôi

2.4.1.1 Hệ thống cấp phơi rời

Các phôi được dùng trong dây chuyền là các phôi rời 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 máy, và đảm bảo 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 nghĩa 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 luợng, lượng dư, dung sai, độ nhấp nhô bề mặt, độ bền, thời gian gia công, tính chất cơ lý, … để phân loại

Trang 34

Trong sản xuất phơi rời chiếm số lượng lớn nhất và cũng đa dạng nhất Để tiện cho việc phân loại, cĩ thể chia phơi rời thành 3 loại chủ yếu:

Chi tiết cĩ khối lượng lớn và khơng quay lúc gia cơng như các loại hộp, thân, càng… Loại này cĩ khối lượng gia cơng nhiều, cĩ nhiều bề mặt phải gia cơng vì thế thời gian cung cấp rất ngắn so với tổng thời gian gia cơng Hơn nữa, một chi tiết thường trải qua nhiều vị trí gia cơng, cĩ thể trên một máy nếu là máy tổ hợp, cĩ thể trên nhiều máy khác nhau nếu là máy chuyên dùng Vì thế cấp phơi dạng này khơng dùng phễu hay ổ chứa mà phải dùng một vị trí chờ hay dự trữ phơi

Chi tiết cĩ trọng lượng lớn và quay khi gia cơng, đĩ là các loại trục, như trục chính máy tiện, phay, trục các hộp số lớn, trục khuỷu… Các trục này cũng cĩ thời gian gia cơng dài và phải trải qua nhiều bước trên nhiều vị trí gia cơng khác nhau

Các chi tiết nhỏ, vừa: loại chi tiết này rất đa dạng và phong phú, tuy nhiên cĩ thể phân thành hai nhĩm: Thứ nhất là loại cĩ hình dáng đơn giản, ở nhĩm này phần lớn là các chi tiết tiêu chuẩn như: bulơng, đai ốc, chốt trụ cơn, bánh răng loại nhỏ, bi đũa, bi cầu, bạc trụ…các loại trục nhỏ cĩ bậc hoặc trơn, vít xẻ rãnh…Nhĩm thứ hai là những chi tiết cĩ hình dáng phức tạp như một số loại bạc phức tạp, chi tiết dạng càng nhỏ, các thanh đẩy cong trong khơng gian 3 chiều, van nước, van hơi…

Nhĩm thứ nhất ta cĩ thể dể dàng cấp phơi tự động bằng phễu và máng dẫn Nhĩm thứ hai thường phài cấp phơi bằng các ổ cấp phơi bán tự động Một số chi tiết cĩ thể cải tạo hình dáng bằng đồ gá phụ để dể dàng cấp phơi tự động

2.4.2 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

2.4.2.1 Ổ Trữ Phôi

3 4 5

Hình 2.6 Ổ trữ phơi rời

Trang 35

- Ổ trữ phôi có thể gọi là thiết bị cấp phôi bán tự động Chức năng của nó là dự trữ, bảo quản và cung cấp phôi đã được định hướng cho máy Phôi ở đây có hình dạng phức tạp nên phải định hướng bằng tay

- Điều kiện để sử dụng ổ cấp phôi đó là thời gian gia công một chi tiết

- Nguyên tắc làm việc của ổ trữ phôi là như sau:

Phôi (2) được cấp định 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 vị trí làm việc của máy ổ trữ phôi có kết cấu khá đơn giản vì không có cơ cấu định hướng phôi

2.4.2.2 Cụm cấp phôi

Trong trường hợp định hướng được phôi thì người ta dùng cụm cấp phôi Chức năng của nó là dự trữ, bảo quản, định hướng và cung cấp phôi cho máy

3

2

4 5

Hình 2.7 Cụm cấp phơi kiểu con đội

- 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 định hướng (6) Sau khi được định hướng phôi sẽ được rơi vào máng (5) còn những phôi không định hướng sẽ được gạt rơi xuống cụm chứa (1)

Theo máng dẫn (5), phôi sẽ được đưa vào vị trí làm việc của máy thông qua cơ cấu đưa phôi (3)

Kết luận:

- Ổ trữ phôi không định hướng được phôi tự động mà phải định hướng bằng tay

Trang 36

- cụm cấp phôi định hướng được phôi ( dự trữ, bảo quản, định hướng và cấp phôi cho máy)

Do đó chọn loại cụm cấp phôi

2.4.2.3 Cụm cấp phôi kiểu giá nâng

Hình 2.8.a kiểu song song Hình 2.8.b 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 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 vị trí trên cùng ( tương ứng với vị 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

- 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 vị trí máng dẫn Lên đến vị trí trên cùng, giá nâng phải dừng một lúc để cho phôi có thời gian dịch chuyển từ giá nâng qua máng dẫn

- Đặc điểm:

Tùy theo nón ma sát giữa phôi và máng dẫn mà ta bố trí góc nghiêng của máng cho



 tg

Trang 37

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

2.4.2.4 Cụm cấp phơi kiểu rung động



Hình 2.9 Cụm cấp phơi kiểu rung động

- Cụm cấp phôi kiểu rung động:

Là một loại thiết bị 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 địng (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 phễu 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 phễu rung động xoắn (lắc xung quanh trục thẳng đứng và chuyển động lên xuống cùng một tần số), phôi đang nằm hỗn 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 định hướng phôi đặt ở lưng chừng máng sẽ gạt rơi trở lại đáy cụm (2) những phôi định hướng chưa đúng Những phôi đã đuợc định huớng 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

Trang 38

+ Dể điều chỉnh

+ Dùng chủ yếu cấp phôi rời có kích thước nhỏ

2.4.2.5 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

Hình 2.10 Cụm cấp phơi kiểu mĩc

Nhận xét:

Khó đảm bảo vận tốc đồng bộ giữa móc và phôi ra khỏi cụm

2.4.2.6 Cụm cấp phôi kiểu đĩa

Là loại thiết bị 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 đĩa (2) Đĩa này được quay tròn xung quanh trục (3) nghiêng một góc so với mặt phẳng nằm ngang Đến một vị trí nhất định phôi sẽ rơi từ túi ra máng dẫn

Trong cụm cấp phôi kiểu đĩa vai trò của cơ cấu chiếm giữ là các rãnh (hoặc túi) (2) Các rãnh này có thể bố trí vuông góc hoặc theo cát tuyến hoặc theo bán kính đĩa

Trang 39

Hình 2.10 Cụm cấp phơi kiểu đĩa

- Đặc điểm: cụm cấp phôi kiểu đĩa có năng suất cao, làm việc ổn định và có kết cấu đơn giản cụm dùng để cấp phôi có hình dạng trụ

- Trơn, trụ có mũ, vòng và đĩa

Kết luận:

Do kích thước của tảm nhỏ nên quá trình cấp tảm khác so với cấp cán ,cấp ruột.Nên

ta chọn kiểu cấp phôi rung động vừa phù hợp với kích thước vừa đảm bảo nâng suất của dây chuyền

2.4.2.7 Hệ thống cấp phôi thanh

Các loại phơi thanh dài từ 1- 5m đã được nắn thẳng cĩ thể trịn hoặc vuơng cĩ độ chính xác khá cao và độ bĩng tốt Những phơi này thường qua kéo nguội hoặc mài vơ tâm Ta gọi những loại phơi này là thép tự động vì được dùng cho các máy tự động cĩ hệ thống kẹp phơi chính xác

Cấp phơi loại này cĩ hai phương pháp :

- Dùng tải trọng để đẩy phơi tới cữ chắn, lúc đĩ chấu kẹp được điều khiển bằng cam hoặc bằng các phương pháp khác cĩ nhiệm vụ kẹp phơi lại để gia cơng Cĩ khi khơng cần dùng đối trọng mà người ta đặt máng dốc nhờ trọng lượng mà phơi tự trượt trên máng

- Dùng chấu phĩng để phĩng phơi cơ cấu gồm hai bộ phận chính là chấu kẹp và chấu phĩng, hai chấu này được điều khiển bằng cam thùng

Trang 40

Hình 2.12 Hệ thống cấp phôi thanh

Trong các máy tự động gia công thép thanh hiện đại thường dùng ống phóng phôi Nguyên tắc hoạt động như sau: Trong lòng trục chính một (hình 2.12) và ống kẹp phôi 2

có đặt ống phóng phôi 3 và chấu phóng 4 Khi gia công, chấu 5 kẹp chặt phôi, cam 8 qua

hệ thống đòn bẩy đưa ống và chấu phóng lùi về bên trái Gia công xong, chi tiết được cắt khỏi phôi, chấu kẹp 5 mở, cam 8 đẩy ống phóng, chấu phóng và phôi 7 về bên phải với một lượng cho trước Sau đó chấu 5 kẹp phôi và chu kỳ gia công tiếp tục Cơ cấu chắn phôi 6 đảm bảo độ chính xác phóng phôi Cam 9 điều khiển chấu kẹp phôi 5

Trên ( hình 2.13) giới thiệu một số loại chấu phóng phôi Chấu phóng phôi trên hình 3-4

a, b là một ống ngắn, có xẻ hai hay ba rãnh ở một đầu (chỗ ôm phôi) phải cứng, phần giữa phải đà hồi và phần đuôi (chỗ cắt ren để nối với ống phóng) phải tương đối mềm Vì thế nhiệt luyện chấu phải tương đối khó

Hình 2.13 Một số loại chấu phóng phôi

Để tránh khó khăn, người ta làm chấu với má ghép (hình 2.13.c, d) thân chấu bằng thép lò

xo, má chấu có những miếng lót bằng thép cứng và chịu mòn Nhờ đó nhiệt luyện dễ và dùng được lâu Có thể làm má ghép bằng vật liệu và hình dạng khác nhau tùy theo vật liệu, hình dạng và kích thước của phôi

Loại chấu tự điều chỉnh kích thước theo phôi (hình 2.13.e, g) ít dùng cho máy tự động

vì chấu choán nhiều chỗ nên kích thước tối đa của phôi giảm

Điều chỉnh lượng phóng phôi bằng cách điều chỉnh tỉ số truyền của hệ thống đòn bẩy phóng phôi

Định dạng
Số trang	125
Dung lượng	1,62 MB