THIẾT kế máy dán KEO THÙNG CARTON

Nội dung cụ thể của luận văn bao gồm : chọn phương án dán thùng, tính toán động học, tính bền hệ thống truyền động và kết cấu, thiết kế băng tải, thiết kế cơ cấu dán chủ yếu là xác định

THIẾT KẾ MÁY DÁN KEO THÙNG CARTON 1

LỜI NÓI ĐẦU

Trong bối cảnh kinh tế hiện nay, trên thế giới nói chung và ở nước ta nói riêng đang từng bước phát triển Đời sống con người ngày càng được nâng cao, yêu cầu về hàng hóa để phục vụ cho đời sống con người không chỉ ở số lượng, chất lượng mà còn

có cả tính thẩm mỹ Vì thế cần được bao bì, đóng gói

Các sản phẩm sau khi được đóng gói, bao bì sẽ được đóng thành từng kiện (mỗi kiện có nhiều gói phụ thuộc vào kích thước lớn hay nhỏ của kiện) Các kiện này là những thùng được làm bằng chất liệu như gỗ, giấy… nhưng chất liệu chủ yếu là giấy Đóng thùng sản phẩm thành các kiện giúp bảo quản sản phẩm tốt hơn, việc kiểm tra, vận chuyển từ nơi này tới nơi khác đơn giản hơn Đáp ứng cho yêu cầu này, nhiều loại máy móc thiết bị đã ra đời

Đóng thùng sản phẩm là cho sản phẩm vào thùng giấy đã được chế tạo sẵn, sau

đó dùng băng keo dán kín miệng thùng Công việc này hiện nay hầu hết được thực hiện bằng tay và các thiết bị cầm tay cho năng suất thấp Để đáp ứng cho các yêu cầu của hàng hóa là số lượng nhiều, tốc độ nhanh, có tính thẩm mỹ, ta cần áp dụng các hệ thống dán thùng tự động

Vì vậy, em tiến hành khảo sát và thực hiện đề tài : “Thiết Kế Máy Dán Keo Thùng Carton”

Nội dung cụ thể của luận văn bao gồm : chọn phương án dán thùng, tính toán động học, tính bền hệ thống truyền động và kết cấu, thiết kế băng tải, thiết kế cơ cấu dán (chủ yếu là xác định kích thước động và kết cấu), chọn sơ đồ mạch điện để điều khiển cả hệ thống

Do kiến thức còn hạn hẹp nên trong quá trình thiết kế và tính toán em không tránh khỏi những sai sót do thiếu thực tế và kinh nghiệm thiết kế nên em rất mong có sự hướng dẫn chỉ bảo của các thầy để em có thể củng cố và hoàn thiện kiến thức của mình khi bước vào thực tế sản xuất trong tương lai

TPHCM, Ngày Tháng 5 Năm 2013

Sinh viên thực hiện

Nguyễn Ái Mẫn

Em cũng xin chân thành cảm ơn thầy cô trường Đại Học Bách K hoa TP.HCM đã dạy dỗ và truyền đạt cho em những kiến thức vô cùng quý báu và bổ ích để làm hành trang cho em trong cuộc sống

Sinh viên Nguyễn Ái Mẫn

THIẾT KẾ MÁY DÁN KEO THÙNG CARTON 3

Mục Lục

LỜI NÓI ĐẦU 1

LỜI CẢM ƠN 2

Chương 1 TỔNG QUAN MÁY DÁN K EO THÙNG CARTON 6

1.1 Giớ i thiệu về máy dán thùng carto n: 6

1.2 Các loại máy có mặt tại thị trườ ng V iệt N am: 6

1.2.1 Máy dán thùng carto n WP-5050TB: 6

1.2.2 Máy dán thùng carto n Brother FXJ-6050: 7

1.2.3 Máy dán thùng carto n SF-6050A: 8

1.2.4 Máy dán thùng carto n EXC-103TB: 10

1.3 Mục đ ích và nộ i d ung của đề tài: 11

1.3.1 Mục đích: 11

1.3.2 Nội dung: 11

Chương 2 PHÂN TÍCH VÀ CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ 12

2.1 Yêu cầu kỹ thuật: 12

2.2 Phân tích ư u nhược điểm của các phươ ng án thiết kế: 13

2.2.1 Phương án 1: 13

2.2.2 Phương án 2: 16

2.2.3 Phương án 3: 18

2.2.4 Phương án 4: 20

2.3 Chọ n phươ ng án thiết kế: 21

Chương 3 CHỌN ĐỘN G CƠ, TÍNH TOÁN ĐỘNG HỌ C 22

3.1 Chọ n độ ng cơ: 22

3.2 Tính toán bộ truyền xích và chọ n hộp giả m tốc: 29

3.2.1 Phân p hố i tỷ số truyền: 29

3.2.2 Tính toán bộ truyền xích: 29

Chương 4 TÍN H TOÁN THIẾT KẾ BĂNG TẢI 33

4.1 Tính toán tang dẫn động và b ị d ẫn: 33

4.1.1 Sơ lược về tang dẫn độ ng và bị dẫn: 33

4.1.2 Tính toán trục tang: 33

4.2 Tính toán con lăn đỡ : 41

4.3 Tính toán chọ n trục vit me: 42

Chương 5 TÍN H TOÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG D ÁN KEO 44

5.1 Sơ đồ nguyên lý: 44

5.2 Xác định k ích thước cơ cấu d án băng k eo : 44

5.2.1 Các thông số cơ bản: 44

5.2.2 Tính toán k ích thư ớc các khâu trên cơ cấu dán: 45

Chương 6 THIẾT K Ế MẠCH ĐIỆN ĐIỀU KHIỂN 52

6.1 Yêu cầu chung: 52

6.2 Chọ n các thiết bị điện: 52

6.3 Mạch điện điều khiể n : 52

Tài Liệu Tham K hảo 56

THIẾT KẾ MÁY DÁN KEO THÙNG CARTON 5

Mục Lục Hình Vẽ

Hình 1.1 Máy dán thùng carton WP-5050TB………6

Hình 1.2 Máy dán thùng carton Brother FXJ-6050……… 7

Hình 1.3 Máy dán thùng carton SF-6050A………8

Hình 1.4 Máy dán thùng carton EXC-103TB……… 10

Hình 2.1 Kích thước thùng carton………12

Hình 2.2 Sơ đồ nguyên lý phương án 1………13

Hình 2.3 Sơ đồ nguyên lý phương án 2………16

Hình 2.4 Sơ đồ nguyên lý phương án 3………18

Hình 2.5 Sơ đồ nguyên lý phương án 4………20

Hình 3.1 Phân bố tải trọng trên băng tải……… ………24

Hình 3.2 Động cơ hộp giảm tốc hãng Watt……… 28

Hình 3.3 Các kích thước của động cơ hộp giảm tốc……… ….28

Hình 4.1 Sơ đồ khoảng cách trên tang chủ động……….………34

Hình 4.2 Sơ đồ đặt lực và biểu đồ mômen của tang chủ động………35

Hình 4.3 Sơ đồ khoảng cách trên tang bị động………40

Hình 4.4 Sơ đồ đặt lực và biểu đồ mômen của trục tang bị động……… 41

Hình 4.5 Trục vit me……… …42

Hình 4.2-Catalog trục vit me công ty “TBI MOTION ”……… 43

Hình 5.1 Sơ đồ nguyên lý……….44

Hình 5.2 Chiều dài mép dán băng keo trên thùng…… ……….45

Hình 5.3 Khâu (3) và con lăn dán băng keo (12……….……….45

Hình 5.4 Khâu (8), con lăn dán băng keo (9) và lò xo (7)……….….47

Hình 5.5 Khâu 6……….………… …49

Hình 5.6 Khâu (11), dao cắt (10) và lò xo (2)……….…… ….50

Hình 6.1 Sơ đồ mạch điện điều khiển……….54

Chươ ng 1 TỔNG QUAN MÁY DÁN KEO THÙNG CARTON

1.1 Giới thiệ u về máy dán thùng carton:

Máy dán keo thùng carton được sử dụng nhiều trong các ngành công nghiệp thực phẩm, hàng hóa…nó dùng để đóng thùng các sản phẩm thuận tiện trong việc vận chuyển

Máy gồm có các bộ phận như: động cơ, hộp giảm tốc, băng tải, cơ cấu dán keo

1.2 Các loại máy có mặt tại thị trư ờng Việt N am:

Hiện nay trên thị trường Việt Nam đã xuất hiện rất nhiều các chủng loại máy dán keo thùng carton tự động,bán tự động…của rất nhiều hãng trên thế giới sản xuất như TAIWAN(R.O.C), WELLPACK-TAIWAN, SUPER PROVAC-ĐÀI LOAN , NHẬT, TRUN G Q UỐC,…

THIẾT KẾ MÁY DÁN KEO THÙNG CARTON 7

• Thay đổi được chiều cao thùng nhờ tay quay bên trên

• Có 2 thanh dẫn hướng thùng,sử dụng tay quay dưới để thay đổi chiều rộng thùng

• Đầu dán băng keo rời

• Sử dụng thép không gỉ chất lượng cao

*Thông số kỹ thuật:

• Kích thước thùng: 180-500x100-600mm

THIẾT KẾ MÁY DÁN KEO THÙNG CARTON 9

• Kích thước máy: 1020x850x1200-1600mm

• Công suất: 700-1200 thùng/h

• Loại băng keo: 48/60/75mm

• Nguồn điện: 220V/50Hz

1.2.4 Máy dán thùng carton EXC-103TB:

Hình 1.4 Máy dán thùng carton EXC-103TB

- Máy có kết cấu đơn giản,dễ sử dụng.Mặt băng chuyền được chế tạo bằng thép không gỉ, băng tải bổ trí hợp lý,có sức tải lớn và điều chỉnh nhẹ nhàng.Kết cấu tay dán

THIẾT KẾ MÁY DÁN KEO THÙNG CARTON 11

tháo lắp tiện dụng,có thể điều chỉnh chiều dài vệt cắt và tạo vết dán phẳng,đẹp và chắc

1.3.2 Nội dung:

Thiết kế máy dán thùng carton bao gồm những phần sau:

• Thiết kế băng tải

• Thiết kế cơ cấu dán keo

• Thiết kế mạch điện điều khiển

Chươ ng 2 PHÂN TÍCH VÀ CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ

2.1 Yê u cầu kỹ thuật:

- Thùng được thực hiện trong hệ thống này là thùng giấy(thùng carton)

- Năng suất 2400 thùng/giờ

- Thực hiện dán băng keo cả mặt trên và mặt dưới của thùng một cách đồng thời

- Dễ dàng và nhanh chóng thay đổi kích thước của thùng

- Miệng thùng giấy sau khi dán phải kín, đường băng keo phẳng, không có bọng khí

- Dán được những thùng có kích thước sau :

THIẾT KẾ MÁY DÁN KEO THÙNG CARTON 13

2.2 Phân tích ưu như ợc điể m của các phương án thiế t kế:

Hình 2.2 Sơ đồ nguyên lý phương án 1

1 - Thùng giấy 12 - K hâu 12 23 - Cuộn băng keo

2 - Con lăn dán băng keo 13 - Lò xo kéo 24 - Dây băng keo

3 - Con lăn dán băng keo 14 - Khâu 14 25 - Con lăn

4 - Lò xo kéo 15 - Con lăn dán băng keo 26 - K hâu 26

5 - Khâu 5 16 - Con lăn dán băng keo 27 - Lò xo kéo

6 - Con lăn 17 - K hâu 17 28 - Băng tải

7 - Dây băng keo 18 - Lò xo kéo 29 - Bộ truyền xích

8 - Cuộn băng keo 19 - Khâu 19 30 - Hộp truyền động

9 - Con lăn 20 - Khâu 20 31 - Khớp nối

10 - Dao cắt băng keo 21 - Dao cắt băng keo 32 - Động cơ

11- Khâu 11 22 - Con lăn

a) N guyên lý hoạt động :

- Băng tải (28) gồm 2 băng tải đặt song song với nhau, cách nhau một khoảng cho trước để lắp cụm dán băng keo dưới và chuyển động nhờ một động cơ (32) qua khớp nối (31) đến hộp truyền động (30) và bộ truyền xích (29)

- Dây băng keo (7),(24) được kéo ra từ cuộn băng keo (8),(23) vòng qua các con lăn (6),(9) và con lăn (22),(18) có tác dụng làm căng băng keo và đến vị trí con lăn dán băng keo (2),(3)

- Thùng giấy (1) được băng tải (28) đưa vào cụm dán băng keo trên và dưới để tiến hành dán.Khi thùng giấy di chuyển đến vị trí con lăn dán băng keo (2),(3), tác động làm cho con lăn dán băng keo (2),(3) được đẩy lên, đồng thời khâu (5),(26) được nâng lên, tác động qua khâu (12),(19) rồi đến khâu (14),(17) làm hai con lăn dán băng keo (15),(16) được nâng lên.Dây băng keo bắt đầu được dán khi thùng giấy chạm vào con lăn dán băng keo (2),(3) Thùng giấy di chuyển gần tới vị trí dao cắt (10),(21) thì tác động vào khâu (11),(20) làm dao cắt được nâng lên Khi thùng di chuyển ra khỏi khâu (11),(20) không còn tác động vào khâu này nữa thì khâu được hạ xuống nhờ lò xo kéo (4),(27)

- Do dao cắt băng keo (10),(21) được gắn trên khâu (11),(20) nên khi khâu này hạ xuống thì hai dao cắt (10),(21) cũng được hạ xuống và cắt dây băng keo

- Q uá trình dán băng keo lên thùng giấy được kết thúc khi thùng giấy di chuyển ra khỏi con lăn dán băng keo (15),(16), khi đó các con lăn dán băng keo (2),(3),(15),(16)

THIẾT KẾ MÁY DÁN KEO THÙNG CARTON 15

đồng thời được hạ xuống nhờ các lò xo kéo (13),(18) Thùng đầu tiên được dán xong thì thùng thứ hai được đưa vào và quá trình cứ diễn ra liên tục

- Việc điều chỉnh máy theo chiều cao của thùng giấy nhờ trục vis.Trục vis sẽ di chuyển toàn bộ cụm dán băng keo trên lên hoặc xuống sao cho phù hợp với chiều cao của thùng

- Để phù hợp với bề rộng của thùng giấy, ta điều chỉnh khoảng cách giữa hai thanh dẫn hướng đặt phía trên băng tải (28)

a) Ưu điểm :

- Năng suất cao

- Kết cấu đơn giản

- Thực hiện dán băng keo mặt trên và mặt dưới của thùng

- Dễ dàng và nhanh chóng thay đổi kích thước của thùng

- Lắp ráp và vận hành đơn giản

b) N hược điểm :

- Mặt trên của thùng không được nén chặt

- Không thực hiện được đối với thùng có bề rộng quá nhỏ

- Nhiều bọng khí

2.2.2 Phương án 2:

Hình 2.3 Sơ đồ nguyên lý phương án 2

a) N guyên lý hoạt động:

- Cơ cấu dán băng keo và quá trình dán tương tự phương án 1

- Việc điều chỉnh máy sao cho phù hợp với chiều cao và chiều rộng của thùng giấy tương tự phương án 1

- Khác với phương án 1 là có thêm băng tải lắp tại vị trí cụm dán băng keo trên,

có tác dụng là nén chặt và hỗ trợ di chuyển của thùng giấy Băng tải bao gồm hai băng tải đặt song song và cách nhau một khoảng cho trước để lắp cụm dán băng keo trên

b) Ưu điểm:

- Năng suất cao

- Kết cấu đơn giản

- Thực hiện dán băng keo mặt trên và mặt dưới của thùng

- Dễ dàng và nhanh chóng thay đổi kích thước của thùng

THIẾT KẾ MÁY DÁN KEO THÙNG CARTON 17

- Lắp ráp và vận hành đơn giản

- Mặt trên của thùng được nén chặt

- Thùng di chuyển nhẹ nhàng, ổn định, đường băng keo phẳng, ít bọng khí

c) N hược điểm:

- Không thực hiện được đối với thùng có bề rộng quá nhỏ

2.2.3 Phương án 3:

Hình 2.4 Sơ đồ nguyên lý phương án 3

1 - Bộ truyền xích 2 - Hộp giảm tốc 3 - Khớp nối 4 - Động cơ

a) N guyên lý hoạt động:

- Cơ cấu dán băng keo và quá trình dán tương tự phương án 1 nhưng khác ở chổ là thùng giấy được vận chuyển nhờ hải băng tải riêng biệt, băng tải thứ nhất sẽ đảm nhận nhiệm vụ di chuyển thùng giấy, băng tải thứ hai sẽ hỗ trợ di chuyển thùng Hai băng tải được đặt 2 bên mặt thùng

- Việc điều chỉnh máy theo chiều cao thùng giấy tương tự phương án 1

4

1

3 2

THIẾT KẾ MÁY DÁN KEO THÙNG CARTON 19

- Để phù hợp với bề rộng của thùng giấy, ta điều chỉnh khoảng cách giữa hai băng tải

b) Ưu điểm:

- Năng suất cao

- Thực hiện dán băng keo mặt trên và mặt dưới của thùng

- Dễ dàng và nhanh chóng thay đổi kích thước của thùng

- Lắp ráp và vận hành đơn giản

- Thực hiện được với thùng có bề rộng nhỏ

c) N hược điểm:

- K ết cấu phức tạp

- Thùng di chuyển không động bộ, đường băng keo dán không phẳng

- Có hiện tượng trượt giữa băng tải và hai mặt bên của thùng, làm thùng trầy xước, giảm tuổi thọ băng tải

- Mặt trên của thùng không được nén chặt

- N hiều bọng khí

2.2.4 Phư ơng án 4:

Hình 2.5 Sơ đồ nguyên lý phương án 4

a) N guyên lý hoạt động:

- Cơ cấu dán keo và quá trình dán tương tự phương án 3

- Việc điều chỉnh máy sao cho phù hợp với chiều cao và chiều rộng của thùng giấy tương tự phương án 3

- Khác với phương án 3 ở chổ là ở phương án này có thêm băng tải lắp tại vị trí cụm dán băng keo trên, có tác dụng là nén chặt và hỗ trợ di chuyển của thùng giấy

b) Ưu điểm:

- Năng suất cao

- Thực hiện dán băng keo mặt trên và mặt dưới của thùng

- Dễ dàng và nhanh chóng thay đổi kích thước của thùng

- Lắp ráp và vận hành đơn giản

THIẾT KẾ MÁY DÁN KEO THÙNG CARTON 21

- Thực hiện được với thùng có bề rộng nhỏ

- Mặt trên của thùng được nén chặt

- Thùng di chuyển tương đối ổn định,nhẹ nhàng, ít bọng khí

2.3 Chọn phư ơng án thiế t kế :

Dựa vào yêu cầu kỹ thuật của hệ thống, nguyên lý làm việc, các ưu điểm và nhược điểm của từng phương án, ta chọn phương án thiết kế là phương án 2

Chươ ng 3 CHỌN ĐỘNG CƠ, TÍNH TOÁN ĐỘNG HỌC

+Khoảng cách nhỏ nhất giữa 2 băng tải là: 4/6Cmin=4/6.150 =100 (mm)

+Khoảng cách lớn nhất giữa 2 băng tải là: 4/6Cmax=4/6.500 =333 (mm)

Do máy có cơ cấu dẫn hướng nên xu hướng thùng bị xoay xem như không đáng

kể, ta chọn khoảng cách giữa 2 băng tải là 110 (mm)

- Chiều rộng nhỏ nhất của băng tải :

+ Đối với thùng có Cmin : 1/6 Cmin= 1/6.150 =25 (mm)

+ Đối với thùng có Cmax : 1/6 Cmax= 1/6.500 =83 (mm)

Nên ta chọn chiều rộng băng tải là 100 (mm)

- Các thông số cơ bản:

+Thời gian vận chuyển một thùng:

Trong đó: Z –là năng suất của máy

- Chọn khoảng cách giữa 2 thùng liên tiếp là a = 400 (mm)

- Vận tốc của băng tải :

THIẾT KẾ MÁY DÁN KEO THÙNG CARTON 23

i-số sản phẩm trong một bộ phận làm việc

- Năng suất khối lượng tính toán lớn nhất:

241000

2400.101000/

a

G

- Chọn d ây băng loại 3 ( bảng 4 3[1]); vải bạt B-820 (bảng 4.5 [1 ])

- Chiều d ài dây băng:

k m

δ

δ = + + ( bảng 4.12[1])

Với :

+δl =2mm- chiều dày lớp bọc cao su ở mặt làm việc ( bảng 4.6[1])

+δm =1,5mm- chiều dày một lớp màng cốt ( bảng 4.5[1])

+i = 1- số lớp màng cốt trong dây băng

+δk =1,5mm- chiều dày lớp bọc cao su ở mặt không làm việc ( bảng 4.6[1])

Ta có : δ= 2 + 1.1,5 +1,5 =5 (mm)

- Khối lượng dây băng vải cao su trên một đơn vị chiều dài:

55,05.1,0.1,1

+ B - chiều rộng dây băng

+δ - chiều dày dây băng

+ Hệ số cản : ω= 0,022 (bảng 6.16[1])

- Xác định lực kéo chuyển động và kéo căng băng:

- Trọng lượng con lăn trên một mét dài (bảng 6.10[1])

Hìn h 3.1 Ph ân b ố tải trọng trên băng tải

- Tại điểm 1 có lực căng tại nhánh ra của tang dẫn động:

S1=Sra

- Lực cản trên đoạn 1 - 2: (2.33[2])

THIẾT KẾ MÁY DÁN KEO THÙNG CARTON 25

Với : α =1800, =0,4⇒ fα =3,51

e f

- Kiểm tra độ bền của băng:

+ Số lớp vải của băng được tính theo công thức sau:

02,055.100

9.86,11

Trong đó: +Smax –lực căng tính toán lớn nhất của băng

+K –hệ số dự trữ bền kéo của băng (bảng 3.6[2])

+Kd –giới hạn bền chống đứt trên cơ sở 1cm của lớp đệm

+Kd=55kg/cm-đối với cải bạt mác B-820

2,0.55,08

min

2

f S

l q

THIẾT KẾ MÁY DÁN KEO THÙNG CARTON 27

p B

W

)(27)(027,02,0.180 10000.1,0

)38,386,11(360

+ α - góc ôm của dây băng lên tang

+ µ - hệ số bám giữa dây băng và tang (bảng 6.6[1])

27,0.60

v

- Cô ng suất cần thiết của động cơ :

Từ động cơ thông qua khớp nối đến hộp giảm tốc khai triển hai cấp và bộ truyền xích để kéo trục, trên trục đó có gắn hai tang chủ động của băng tải, do đó:

27,0.94,8.2

k W

- Chọn sơ bộ tỷ số truyền của hộp giảm tốc là 12; của bộ truyền xích là 2

n sb =n v tg. t =52, 62.12.2=1263(vò ng/p hút)

- Chọn số vòng quay đồng bộ của động cơ n db =1500 (vò ng/p hút)

Theo catalo gue của hãng Watt, ta chọn động cơ hộp giảm tốc có kí hiệu ASA 46A

70 91S6

Hình 3 2 Động cơ hộp giảm tốc hãng Watt

• Kích thước của hộp giảm tốc:

Hình 3 3 C ác k ích th ước của động cơ hộp giảm tốc

150 100

100

387,5

M 8 x 12 11