báo cáo thiết kế hệ thống cơ điện tử thiết kế máy giặt dân dụng

THIẾT KẾ MÁY GIẶT DÂN DỤNG GVHD: PGS.TS NGUYỄN TẤN TIẾN Lời nói đầu thống đ n tử n ng ng ng c ơng n đ M n c “T thống đ n tử” n cg c n nc ống c c n c c nhiều n c n Nguyên lý máy, kỹ thuậ đ ều n tự đ ng đ ng lực h c đ ều n, đ ều n đ ng g p cho sinh viên có th tổng hợp ki n th c c c n ực đ n, lập trình c n c c đ n luận ăn ố ng n T T ng g nc n c nhóm đ ợc g n máy giặt dân d ng, m t sản ph q q n c cu c sống hàng ngày T ng q n đ n i ựg đ ận n c Nguyễn Tấn Ti n, chúng n n đ ợc đề đ ợc giao đ nđ n đ g nc n n n ng q n ng n n ng nc n n ơn n ng n đ ng g c c c ng n Nhóm sinh viên THIẾT KẾ MÁY GIẶT DÂN DỤNG GVHD: PGS.TS NGUYỄN TẤN TIẾN MÔN HỌC : THIẾT KẾ HỆ THỐNG CƠ ĐIỆN TỬ ĐỀ TÀI : THIẾT KẾ MÁY GIẶT DÂN DỤNG G n ng dẫn : PGS.TS Nguyễn Tấn Tiến Sinh viên thực hi n: Nguyễn Văn Phi 21002373 Hồng Triệu Phú 21002416 Phạm Anh Quân 21002626 Phạm Trường Sơn 21002773 THIẾT KẾ MÁY GIẶT DÂN DỤNG GVHD: PGS.TS NGUYỄN TẤN TIẾN I TỔNG QUAN VỀ MÁY GIẶT NGUYÊN LÝ CỦA MÁY GIẶT - Lực ma sát khí làm cho đồ vật giặt bị đảo lên, biến dạng dung dịch giặt dễ di chuyển sợi vải, chà sát lên đồ vật phát huy hết tác dụng làm chất bẩn rời khỏi đồ vật giặt - Nguyên lí tẩy bẩn máy giặt mô việc giặt tay mà phát triển lên, tức qua bước đảo đồ vật giặt chậu giặt, xát, vò chải nước tác dụng hoạt hoá bề mặt dung dịch giặt làm cho vết bẩn đồ vật LỊCH SỬ HÌNH THÀNH MÁY GIẶT - Máy giặt xuất từ kỷ XVII Tất nhiên, chút giống với máy giặt mà sử dụng ngày nay, ngoại trừ mục đích, giặt quần áo dơ Chính xác hơn, sáng chế thuộc máy giặt vắt ("Washing and Wringing Machines") chế tạo vào năm 1691, Anh Ngoài ra, thiết kế loại máy giặt lần xuất năm 1752 tạp chí Anh “The Gentlemen's Magazine” Hình Máy giặt năm 1860 - - Vào năm 1851, James King thiết kế máy giặt đại Máy giặt sử dụng thiết bị trống Máy giặt King cần điện cầm tay Tuy nhiên, phát minh ông bước hướng máy giặt máy Trong kỷ 19, hai cải tiến lớn thực với máy giặt từ James King Vào năm 1858, Hamilton Smith tạo máy giặt tự quay Gần 20 năm sau, William Blackstone tạo máy giặt chạy máy ông trình bày sáng tạo với vợ quà sinh nhật Hai phát minh bước đầu để tạo nên máy giặt đại ngày THIẾT KẾ MÁY GIẶT DÂN DỤNG GVHD: PGS.TS NGUYỄN TẤN TIẾN Đến năm 1908, Alva J Fisher người Mỹ tạo máy giặt chạy điện Các thiết kế Fisher từ máy giặt trước động điện Fisher cài đặt máy CÁC PHƯƠNG PHÁP GIẶT - Hiện có phương pháp giặt phổ biến : giặt nước giặt khô a Giặt nước Qu n + N c + Hóa chất giặ n vắ N c đ ợc thải b c Máy giặ n c Sau giặt, máy xả, qu n đ ợc  Ư  N - đ m: Dung môi nước dễ tìm,an toàn Cấu tạo thiết bị trình vận hành đơn giản giặt khô Thông dụng với loại vải thông thường ợc đ m : Không giữ chất lượng ban đầu giặt loại vải đặc biệt như: làm co rút vải (chất liệu chứa sợi làm từ lông), làm nếp vải b Giặt khô Qu n + ng (P c H c n …) + H c ất giặt khô Máy giặt khô Sau giặt, máy xả, vắt sấy khô qu n áo Dung đ ợc tách chất b n c ng cất qua b phận l c đ thu h i dung môi s ch tái sử d ng  Ư đ m: - Là phương phá p giặt tẩy lý tưởng loại vết bẩn chất béo, dầu mỡ… với hiệu cao không làm bạc màu, nếp đồ vải giặt nước - Dung môi tái sử dụng - Có thể giặt loại vải đặc biệt: Loại vải nhạy cảm với nước, vấn đề corút vải (như vải bông,len, )  N ợc đ m : - Cấu tạo thiết bị trình vận hành lại phức tạp - Sử dụng dung môi độc hại Perc gây hại cho người  P ơng g ặ n c c cấu vận n đơn g ản, thích hợp v i lo i vải ng ng Do sử d ng ơng g ặ n c CÁC KIỂU MÁY GIẶT a Lồng đứng: loại có nắp mở rộng, máy giặt lồng đứng phù hợp với gia đình có vị trí đặt máy chật hẹp THIẾT KẾ MÁY GIẶT DÂN DỤNG GVHD: PGS.TS NGUYỄN TẤN TIẾN Hình Máy giặt lồng đứng  Ư đ m: - Thuận tiện cho thao tác người sử dụng - Giá thành máy không cao - Máy giặt lồng đứng phù hợp với gia đình có vị trí đặt máy chật hẹp  N ợc đ m : - Tiêu thụ nhiều nước, tiếng ồn lớn - Cần phải hòa tan bột giặt trước cho vào máy giặt b Lồng ngang : Cấu tạo máy giặt lồng ngang phù hợp với gia đình có vị trí đặt máy rộng, thuận tiện cho cánh cổng mở/đóng Hình Máy giặt lồng ngang THIẾT KẾ MÁY GIẶT DÂN DỤNG GVHD: PGS.TS NGUYỄN TẤN TIẾN  Ư đ m: - Tiết kiệm nước,bột giặt, - Giảm thiểu tiếng ồn, có hệ thống cân tự vận hành tiếp tục đột ngột điện - Có thể bỏ trực tiếp bột giặt vào không cần hòa tan trước  N ợc đ m : - Kết cấu phức tạp, độ giặt thấp - Giá thành cao CÁC KIỂU TRUYỀN ĐỘNG - Dựa hệ thống truyền động ta phân làm loại : truyền động gián tiếp truyền động trực tiếp - Hiện hầu hết gia đình sử dụng loại máy giặt truyền động dây curoa mà dùng đến máy giặt truyền động trực tiếp a Máy giặt truyển động trực tiếp - Là kết hợp động máy giặt, đai truyền động (dây cuaroa) puli vào thành máy nhất, yên tĩnh chắn gắn trực tiếp vào tang trống (thùng giặt) - Máy giặt với truyền động trực tiếp không sử dụng dây cua roa làm trung gian để truyền chuyển động từ động sang tang trống mà truyền trực tiếp sang thùng giặt, giúp giảm độ rung ồn, tiết kiệm điện hiệu suất đạt mức tối ưu Ngoài ra, với máy giặt truyền động trực tiếp tốc độ vòng quay cao có hệ thống đồng ổn định nên thời gian phơi sấy quần áo giảm đáng kể Hình Máy giặt truyền động trực tiếp b Máy giặt truyền động gián tiếp: THIẾT KẾ MÁY GIẶT DÂN DỤNG - GVHD: PGS.TS NGUYỄN TẤN TIẾN Hoạt động trơn tru phải chịu thêm hoạt động dây cuaroa puli với động thùng giặt Đây nguyên nhân gây nhiều tiếng ồn khó chịu lực ma sát hao tổn điện nhiều thiết bị vận hành lúc.Hơn máy giặt có nhiều thiết bị hoạt động nguy hỏng hóc, hao mòn động cao, chẳng hạn dây cuaroa đảo, chổi than bị mòn… phát sinh nhiều chi phí sửa chữa, không đảm bảo mặt kinh tế cho người sử dụng Hình Máy giặt truyền động gián tiếp PHÂN LOẠI DỰA TRÊN CÁCH GIẶT a Máy giặt kiểu mâm giặt có cánh - Máy giặt mà đáy thùng giặt có đặt mâm giặt có cánh lồi lên Khi mâm giặt quay, dung dịch giặt thùng bị cánh khuấy lên nên gọi máy giặt kiểu luồng nước xoáy  Ưu điểm: thời gian ngắn, hiệu suất giặt cao, điều chỉnh mức nước giặt, có nhiều chủng loại thích hợp với việc giặt loại sợi vải sợi bông, lanh sợi tổng hợp  Nhược điểm: dễ làm cho đồ vật giặt bị xoắn lại với ảnh hưởng đến tính đồng giặt, hệ số mài mòn đồ vật giặt cao THIẾT KẾ MÁY GIẶT DÂN DỤNG GVHD: PGS.TS NGUYỄN TẤN TIẾN Hình Máy giặt kiểu mâm giặt có cánh b Máy giặt kiểu thùng quay ngang - Là thiết bị mà thùng trụ tròn nằm ngang, thùng có 3-4 đường gân Khi quay theo tâm trục, thùng kéo đồ vật giặt quay đảo đảo lại theo chu kỳ thùng giặt để đạt mục đích giặt  Ưu điểm hai loại máy giặt động tác vò tương đối nhẹ nhàng nên mài mòn vật giặt, đỡ tốn nước bột giặt hơn, mức độ tự động hoá máy giặt cao  Nhược điểm thời gian giặt dài hơn, kết cấu phức tạp hơn, độ giặt thấp hơn, dùng điện nhiều (nhất loại máy có trang bị gia nhiệt nước giặt), giá thành cao Hình Máy giặt kiểu thùng quay ngang Máy giặt kiểu trụ khuấy - Là loại máy giặt mà trụ khuấy có cố định cánh khuấy Khi động điện qua truyền động quay cánh khuấy theo chiều thuận, nghịch đồ vật giặt nước giặt không ngừng bị khuấy động  Ưu điểm loại máy đồ vật giặt không bị xoắn vào nhau, giặt tương đối đều, bị mài mòn, dung tích giặt lớn (đến 8kg)  Nhược điểm: thời gian dài, kết cấu tương đối phức tạp, giá thành cao c d Hình Mâm giặt kiểu trụ khuấy Máy giặt kiểu phun nước THIẾT KẾ MÁY GIẶT DÂN DỤNG GVHD: PGS.TS NGUYỄN TẤN TIẾN Mâm giặt máy giặt kiểu phun nước lắp bên nách thùng Sau khởi động, động điện, mâm quay sinh luồng nước mạnh phun lên đồ vật giặt, để tẩy cọ cho e Máy giặt kiểu rung - Trong máy giặt kiểu rung mâm quay động quay Trong thùng giặt lắp đầu giặt Đầu giặt nối với cuộn dây điện từ Khi giặt, cuộn dây điện từ làm cho đầu giặt rung, tần số rung lên đến 25000 lần/s Đồ vật giặt rung theo nước, va đập vào thành thùng nước tạo nên hiệu giặt, nước giặt tác dụng đầu từ tạo nên lực xung kích lên đồ vật giặt làm cho vật giặt thêm f Máy giặt kiểu siêu âm - Trong máy giặt kiểu siêu âm có lắp phát sóng siêu âm Khi sóng siêu âm ( tần số 25 000 hz) vào nước làm cho bọt khí nhỏ nước theo tần số siêu âm co giãn, bọt khí bị ép vỡ sinh áp suất lớn, giãn nở nhanh sinh chân không cục làm cho chất bẩn đồ vật giặt rã đồng thời vi khuẩn đồ vật giặt chết theo Loại máy giặt có hiệu giặt tương đối cao - THIẾT KẾ MÁY GIẶT DÂN DỤNG II GVHD: PGS.TS NGUYỄN TẤN TIẾN ĐẶT VẤN ĐỀ MỤC ĐÍCH Thiết kế hệ thống tự động giặt quần áo qua ba trình giặt, giũ, vắt với thông số cho trước là: - Khối lượng giặt : kg Quy trình giặt: ngâm, giặt, giũ, vắt Tốc độ vắt: 1400 vòng/phút V ng đò i cao chấ ợng giặt, công suất giặ n đ n đ ng đ ng trình giặ đ đ đơn g ản, ta ch n máy giặt l ng đ ng ki u mâm giặt có cánh, ki u truyền đ ng gián ti p Hiện có nhiều thuật toán điều khiển nhà nghiên cứu sử dụng để giải toán cân như: điều khiển PLC, điều khiển máy giặt ứng dụng vi xử lý… Và thuật toán điều khiển máy giặt ứng dụng vi xử lý sử dụng phổ biến CÁC PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ a Về cách truyền động PHƯƠNG ÁN 1: truyền đ ng đ  Ưu điểm: - Truyền động hai trục cách xa - Ngăn cản phá vỡ chi tiết máy tải (trượt) - Làm việc êm - Giá thành rẻ  Nhược điểm: - Kích thướt lớn so với truyền công suất - Tỷ số truyền không ổn định - Lực tác dụng lên trục ổ lớn PHƯƠNG ÁN 2: truyền đ ng xích  Ưu điểm: - Kích thước nhỏ, khả tải lớn - Tỷ số truyền ổn định - Hiệu suất cao - Tuổi thọ cao  Nhược điểm: - Chế tạo phức tạp, yêu cầu cao độ xác 10 THIẾT KẾ MÁY GIẶT DÂN DỤNG - GVHD: PGS.TS NGUYỄN TẤN TIẾN Điều khiển động quay thuận, nghịch Cung cấp tín hiệu cho van cấp, van xả Hệ thống led hiển thị hoạt động tốt Hình 48 Led hiển thị - Chuông báo hoạt động giặt xong NH NG KẾT UẢ CHƯA ĐẠT ĐƯỢC: - Trong mô phỏng: Trong phần mềm mô động AC để mô Trong phần mềm mô cảm biến cần thiết nên ta thay cảm biến khác để mô (mục đích để nhận tín hiệu analog để điều khiển) - Chưa làm mạch điều khiển thực tế để kiểm tra tính ổn định 75 THIẾT KẾ MÁY GIẶT DÂN DỤNG GVHD: PGS.TS NGUYỄN TẤN TIẾN PHỤ LỤC #include #include "function_lcd.c" int16 ap, luong; int8 i,j; int8 str[20]; void set_ADC() { setup_adc(ADC_CLOCK_DIV_2); setup_adc_ports(ALL_ANALOG); } void cam_bien_ap_suat() { set_adc_channel(3); delay_us(10); ap=read_adc(); ap=ap/2; } void cam_bien_khoi_luong() { set_adc_channel(2); delay_us(10); luong=read_adc(); luong=luong/2; } 76 THIẾT KẾ MÁY GIẶT DÂN DỤNG GVHD: PGS.TS NGUYỄN TẤN TIẾN void dc_quay_thuan() { output_low(PIN_D0); output_high(PIN_D1); output_high(PIN_D2); } void dc_quay_nghich() { output_high(PIN_D0); output_low(PIN_D1); output_high(PIN_D2); } void dung_dc() { output_low(PIN_D0); output_low(PIN_D1); output_low(PIN_D2); } void giat_manh() //Chu trinh giat manh { output_high(PIN_C4); while(1) { cam_bien_ap_suat(); if(ap>=1&&ap[...]... PHẦN CƠ KHÍ 1 SƠ LƯỢT HOẠT ĐỘNG CỦA MÁY GIẶT  K cấ g ặ ự đ ng gặ c c n g 3 ận c n - Hệ thống giặt, giũ, vắt: thùng giặt, mâm giặt - Hệ thống truyền động: động cơ, bộ truyền đai, ly hợp giảm tốc… - Hệ thống cấp, xả nước Hình 9 Cấu tạo máy giặt tự động kiểu mâm giặt 14 THIẾT KẾ MÁY GIẶT DÂN DỤNG GVHD: PGS.TS NGUYỄN TẤN TIẾN Hình 10 Sơ đồ nguyên lý máy giặt  Sơ lượt về quá trình giặt: - Quá trình giặt. .. máy giặt - Kiểm tra thông số đầu vào và độ chính xác của động cơ để chọn phương án điều khiển - Chọn phương pháp khởi động và dừng cho động cơ - Dựa vào hoạt động thực tế của máy giặt đưa ra giải thuật điều khiển 3 Phạm Anh Quân Thiết kế phần điện - Chọn động cơ điện - Sơ lượt về cấu tạo của động cơ máy giặt 12 THIẾT KẾ MÁY GIẶT DÂN DỤNG GVHD: PGS.TS NGUYỄN TẤN TIẾN - Thiết kế các mạch điều khiển máy. .. phần mô hình hóa Thiết kế hệ thống điều khiển Tuần 13-14 Tổng hợp và hoàn thiện báo cáo đề tài 2 NỘI DUNG THỰC HIỆN STT SV Thực hiện Nội dung Cụ thể 1 Nguyễn Văn Phi (Nhóm trưởng) Thiết kế cơ khí - Mô tả tổng quan cấu tạo máy giặt - Thiết kế bộ truyền đai thang - Thiết kế bộ truyền bánh răng trong hộp giảm tốc hành tinh - Phân tích cấu tạo của hộp giảm tốc hành tinh, hệ thống hãm, hệ thống cấp, xả nước... giặt hiện nay đa số được làm bằng nhựa ABS, chỉ cần không để ra ánh nắng, nhiệt độ không quá thì tuổi thị có thể lên đến hơn 8 năm 10 HỆ THỐNG TRUYỀN ĐỘNG Hệ thống truyền động chủ yếu gồm động cơ và bộ ly hợp giảm tốc Hệ truyền động này được lắp ở đáy thùng ngoài Nếu lật ngược đáy máy giặt lên thì cơ cấu truyền động như hình vẽ 34 THIẾT KẾ MÁY GIẶT DÂN DỤNG GVHD: PGS.TS NGUYỄN TẤN TIẾN Hình 15 Hệ thống. .. khi n cho máy giặt ễ dàng lập trình, 11 THIẾT KẾ MÁY GIẶT DÂN DỤNG GVHD: PGS.TS NGUYỄN TẤN TIẾN III PHÂN CÔNG CÔNG VIỆC 1 TIẾN TRÌNH THỰC HIỆN Thời gian Công việc Tuần 1-2 Tìm hiểu, đề ra những đề tài có thể thực hiện Tuần 3-4 Giới thiệu tổng quan về chủ đề đã chọn, chọn phương án có thể thực hiện Tìm hiểu và thiết kế phần cơ khí Tìm hiểu và thiết kế phần điện Tuần 5-12 Tìm hiểu và thiết kế phần mô... máy giặt( mạch nguồn, mạch giao tiếp cảm biến mực nước, hiển thị LCD) - Công dụng các thiết bị sử dụng - Chọn phương pháp khởi động động động cơ 4 Phạm Trường Sơn Thiết kế phần điều khiển - Trình bày những yêu cầu khi lập trình vi điều khiển cho máy giặt - Sơ lượt về PIC được sử dụng (16F877A) - Mô phỏng bằng phần mềm Proteus và CCS-C Sơ đồ phân công tiến trình làm việc: 13 THIẾT KẾ MÁY GIẶT DÂN DỤNG... trên mặt răng làm việc 25 THIẾT KẾ MÁY GIẶT DÂN DỤNG [ √ = GVHD: PGS.TS NGUYỄN TẤN TIẾN ] (vật liệu là thép): Hệ số xét đến cơ tính của vật liệu làm bánh răng - = 274 - : Hệ số xét đến hình dạng bề mặt tiếp xúc, giả sử hệ số dịch chỉnh x = 0 (B6.12/106) - : hệ số trùng khớp ngang ( - )= ( ) : hệ số kể đến sự trùng khớp của răng √ √ : góc ăn khớp trong mặt ngang, - = 200 - Tính hệ số tải trọng tính theo... rad = 3.11 Tính số đai z z [ ] Ta có :  Hệ số xét đến ảnh hưởng của góc ôm đai – = 1,24.(1– – ) = 1,24.(1– ) = 0,928 18 THIẾT KẾ MÁY GIẶT DÂN DỤNG GVHD: PGS.TS NGUYỄN TẤN TIẾN  Hệ số xét đến ảnh hưởng của tỉ số truyền  Hệ số xét đến ảnh hưởng của chiều dài đai  Hệ số xét đến ảnh hưởng của số dây đai, ta chọn  Hệ số xét đến ảnh hưởng của chế độ tải trọng  Hệ số xét đến ảnh hưởng của vận tốc = 1...THIẾT KẾ MÁY GIẶT DÂN DỤNG - GVHD: PGS.TS NGUYỄN TẤN TIẾN Làm việc ồn ở vận tốc cao Có thể phá vở các kết cấu khi quá tải PHƯƠNG ÁN 3: truyền đ ng n ăng Ưu điểm và nhược điểm: giống như bộ truyền xích, tuy nhiên bộ truyền bánh răng có kích thước nhỏ hơn  Do ho đ ng c a máy giặt không yêu c u cao về đ chính xác c a tỷ số truyền Mặt khác, khi ho đ ng máy giặt c n giả đ ợc đ ng... dùng loại có 3 cánh để đảm bảo độ bền 9 THÙNG NGOÀI 33 THIẾT KẾ MÁY GIẶT DÂN DỤNG GVHD: PGS.TS NGUYỄN TẤN TIẾN Là nơi chứa dung dịch giặt Đó là bộ phận chính để hoàn thành công đoạn giặt giũ đáy thùng có lắp mâm giặt, ở đáy có một lỗ thoát nước, phía trên thùng có lỗ vào nước Thùng giặt thường làm bằng nhựa, nhẹ, bề mặt nhẵn bóng nên ít làm mòn đồ vật giặt, chịu được sự ăn mòn, năng suất chế tạo cao, giá