Thiết kế máy dán nhãn chai

Trang 1

BO GIAO DUC VA DAO TAO

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KĨ THUẬT CÔNG NGHỆ TP HỒ CHÍ MINH KHOA CƠ KHÍ TỰ ĐỘNG RƠBƠT

NGÀNH CƠ TIN KỸ THUẬT

00000

LUAN AN TOT NGHIEP

Đề tài:

THIET KE MAY DAN NHAN CHAI

Trang 2

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO _ CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT

NAM

Trường ĐH Kỹ Thuật Công Nghệ Độc Lập - Tự Do ~ Hạnh Phúc Khoa Cơ Khí Tự Động — Robot

SEI OR 3 $ok

NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

HỌ VÀ TÊN : NGUYỄN CÔNG THẮNG MSSV : 00DCT095

NGÀNH : COTIN KY THUAT LỚP :00BCT2

1 - Đầu để Đồ án : THIẾT KE MAY DAN CHAI 2 ~ Nhiệm vụ (yêu cầu về nội dung và số liệu ban đầu } { ~ a dams xà vê, Â.CÀ 4A “xôn an J an a eae c2 »a ` z of) = el onthe dn pan M6 Cha

3 — Ngay giao nhiém vu dé an: BLOM OP ww

4~ Ngày hoan thanh nhiém vu: 18) QPL OD cccccecccseeeeseeteseeeees 5 — Tên người hướng dẫn : Phần hướng dẫn

1)NGUYỄN VĂN GIÁP

Trang 3

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

Trường ĐH Kỹ Thuật Công Nghệ Độc Lập - Tự Do - Hạnh Phúc

Khoa Cơ Khí Tự Động ~ Robot

BOR OR a AOR OK

NHIEM VU BDO AN TOT NGHIEP

HỌ VÀ TÊN : NGUYỄNNGỌC MINHTÂM MSSV :00DCT092 NGÀNH : CƠ TIN KỸ THUẬT LỚP :00BCT1

1- Đầu để Đồ án : THIẾT KẾ MÁY DÁN CHAI 2 - Nhiệm vụ (yêu cầu về nội dung và số liệu ban đầu )

Ser, “he ¬ mg -suA lous

Bl sướng Ae: " ee “aad brdards ae Hang

Gn Rh ed AC AC co VÀ CÔ LG cv KT KT KH Bá kh nh nu ng ca

L 3 — Ngay giao nhiém vu d6 dn: LOA CO ca 4 — Ngày hoàn thành nhiệm vụ: L§.L O1.LQ.ƯL cu en.rccey

, 5 — Tên người hướng dẫn : Phần hướng dẫn

Trang 4

BO GIAO DUC va DAO TAO CONG HOA XA HOI CHU NGHĨA VIET NAM

Dai Học Kỹ Thuật Công Nghệ Tp.HCM Độc Lập - Tự Do ~ Hạnh Phúc Khoa cơ khí tự động — robot ea A ae eo ek eo

o 00o - 1p,HCM, Ngày |3 Tháng .ndm 20

PHIẾU NHẬN XÉT ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

1 1 Họ và tên SV : Nguyễn Công Thắng MSSV : 00DCT095 : Nguyễn Ngọc Minh Tâm MSSV : 00DCT092

Nghành Cơ Tin Kỹ Thuật Lớp 00DCT2,00DCT1

2.Để tài: THIET KE MAY DAN NHẪN CHAI

3 Tổng quát về bản thuyết minh :

` An Số chương _

Sốbảngsốlệu Số hình vẽ Số tài liệu thankhảo _ Phần mềm tính toán

¡ Hiện vật(sảnphẩm Thuyết minh bằng máy tính 4.Tổng quát về các bản vẽ :

- Tổng số bản vẽ Bản A0 Bản A1 Bản A2 Khổ khác

- Số bẳ vẽ lay: Số bản vẽ trên máy tính

5 Nội cung và những ưu điểm chính của Đồ An Tot Nghigép:

4) M aM A2122 Adak MA Bur coche Ori AB Lonmn Mi&c shed calc 12) Wibod eh lee eld ches Be CL wad baad ae Aad Aha dn’s

cà C ỜNGGÀ

3.) Váy wed

6.Những thiếu sót của Đô Ấn Tốt Nghiệp :

bee eure CN eccececees ceeesesesevevsvavsenecstevseaes

Bene “gal HÀ A2 NEN uc

ee 12» a saee 1⁄4 tư: Wt KW eat ada ¬

7 Đề nghỉ : Được bảo ver Bổ sung thêm để bảo vệ Không được bảo vệ

Thầy Cô Hướng Dẫn

Lr —

Trang 5

BO GIAO DỤC VÀ ĐÀO TAO CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

Trường ĐH Kỹ Thuật Công Nghệ Độc Lập - Tự Do - Hạnh Phúc

Khoa Cơ Khí Tự Động - Robot

Sk RoR doko ok tok

NHIEM VU DO AN TOT NGHIEP HO VA TEN : NGUYEN CONG THANG MSSV : 00DCT095 NGÀNH : CƠ TIN KỸ THUẬT LỚP :00ĐCT2

| - Dau dé Bd an: THIET KE MAY DAN CHAI 2 ~ Nhiệm vụ (yêu cầu về nội dung và số liệu ban đầu )

3 - Ngày giao nhiệm vụ đồ án :

4~ Ngày hoàn thành nhiệm vụ:

Trang 6

BO GIAO DUC va DAO TAO CONG HOA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

Đại Học Kỹ Thuật Công Nghệ Tp.HCM Độc Lập - Tự Do - Hạnh Phúc

Khoa cơ khí tự động — robot TAA HH A

ooOoo Tp,HCM, Ngày |3 Tháng.3-.năm 2005

PHIẾU NHẬN XÉT ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

| Ho va tên SV : Nguyễn Công Thắng MSSV : 00DCT095

Nguyễn Ngọc Minh Tâm MSSV : 00DCT092

Nghành Cơ Tin Kỹ Thuật Lớp 00DCT2,00DCTI

2.Để tài: THIẾT KẾ MÁY DÁN NHÃN CHAI

3 Tổng quát về bản thuyết minh :

kh) AC Số chương _ Số bảng sốliệu 0 Số hình vẽ _ Số tài liệu tham khảo Phan mềm tính toán Hiện vật ( sản phẩm) Thuyết minh bằng máy tính

4.Tổng quát về các bản vế :

- Tổng số bản vẽ Bản A0 Bản A1 Bản A2 Khổ khác

- Số bảnvẽ tay : Số bản vẽ trên máy tính

3 Nội dung và những ưu điểm chính của Đỗ an Tốt Nghiệp :

„Nha HP di2sa ca đa, AS "` wide tebe " “HỆ, ve e EAE AEs advan

wot Nai Ai -Đàng, Abie cưa “bế

ween AOA! 4818 Cota uÔk M4.,

7 Đề nghi : Được bảo vệ x Bổ sung thêm để bảo vệ 1đ Khơng được bảo vện

Thầy Cô Hướng Dẫn _—

eet

Trang 7

LOI CAM ON

Đề án tốt nghiệp là để tài cuối khóa học của chúng em Đây là dịp để chúng em củng cố lại những kiến thức đã học và thể hiện những hiểu

biết của mình Nhưng để hoàn thành được để tài, em đã nhận được sự

giúp đỡ rất nhiều từ phía các Thầy,Cô trong khoa Cơ Khí Tự Đông và Robot và của bạn bè

Em xin chân thành cảm ơn Thầy TS NGUYỄN VĂN GIÁP đã tận

tình hướng dẫn em làm đồ án tốt nghiệp chuyên ngành Cơ Tin Kỹ

Thuật Thầy đã cho em những lời khuyên bổ ích và hỗ trợ em trong việc tìm tài liệu tham khảo

Em xin chân thành cảm ơn sự giúp đỡ của Thầy NGUYỄN THÁI ANH TUẤN người trực tiếp hướng dẫn, trong suốt thời gian làm đồ án thầy đã hướng dẫn chúng em rất nhiệt tình, thầy đã trực tiếp hỗ trợ em rất nhiều trong việc hoàn chỉnh để tài

Em xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành đến quý Thầy, Cô trong khoa

Cơ Khí Tự Động và Robot đã dành thời gian quý báo để nhận xét và

chấm đồ án tốt nghiệp

Cuối cùng em xin cảm ơn tất cả Quý Thây ,Cô trong khoa Cơ Khí

Tự Động và Robot,Trường Đại Học Kỹ Thuật Công Nghệ TP.Hồ Chí

Minh đã trang bị cho em những kiến thức cơ sở cũng như đã giúp đỡ em

trong thời gian học và làm đô án tốt nghiệp

Chân thành cảm ơn

NGUYỄN CÔNG THẮNG

Trang 8

` /

TÓM TẮT ĐỀ TÀI

Thế giới đã bước sang thế khỷ 21, khoa học kỹ thuật ngãy cằng phát triển mạnh mẽ hơn Với những thành tựu mà khoa học kỹ thuật đạt được cuộc sống của con người chúng ta đã có nhiều thay đổi theo hướng tích cực Trong đó điều khiển tự động đóng vai trò hết sức quan trọng trong sản xuất cũng như trong sinh hoạt của con người

Các thế hệ , các đời máy lần lượt ra đời đã đáp ứng một cách đáng

kể và làm thoả mãn nhu cầu của con người Sự xuất hiện của máy móc

tự động hoá đã làm giảm bớt lao động nặng nhọc của con ngừơi Trong các hoạt động sản xuất cơng nghiệp, tự động hố được ứng dụng để làm tăng năng suất , giảm thời gian gia công , tạo ra những sản phẩm đạt

được độ chính xác và chất lượng cao

Chính vì những nhu cầu đó mà đề án “thiết kế máy dán nhãn chai" được giao cho chúng em để nghiên cứu, thiết kế tính toán và chế tạo

Trong quá trình làm đồ án chúng em đã hồn thiện được phần mơ hình

Trang 9

Đồ án tốt nghiệp GVHD : Nguyễn Văn Giáp Nguyễn Thái Anh Tuấn MỤC LỤC Lời cảm ơn Chương I : TONG QUAN 1 Yêu cầu và phạm vi ứng dụng

2.Tình hình trong nước và trên thế giới

3.Giới thiệu một số loại máy dán nhãn chai tự động trên thực tế 4.Phân loại máy dán nhãn tự động

4.1 Máy dán nhãn dùng con lăn di động 4.2 Dùng cơ cấu kẹp thủy lực

4.3 Dùng cơ cấu băng ma sát 4.3.1 loại 1 4.3.2.loại 2 4.3.3.loại 3 5.Lựa chọn phương án Chương 2:NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 1.Mục đích của đỗ án 2.Nhiệm vụ của đỗ án Chương 3:THIẾT KẾ TÍNH TỐN PHẦN CƠ KHÍ 1 ,Giới thiệu 2 Cấu tạo tổng thể

3.Chon loại đai và tiết diện đai

4 Xác định các thông số của bộ truyền

5.Tinh toán đoạn băng tải

3.1 Măng suất vận hành các loại chai

3.1.1 Lực cần ở cuối đoạn thẳng đối với

nhánh làm việc (W„) của băng tdi

3.1.2 Lực cần ở đoạn thẳng đối với nhánh băng không

làm việc W„ khi đó không vật liệu trên băng q = 0

3.1.3 Lực cần di chuyển của băng tại đoạn cong 3.2 Công suất động cơ dẫn động băng tải

6.Tính toán con lăn kéo nhãn và băng ma sát

Trang 10

Đồ án tất nghiệp GVHD : Nguyễn Văn Giáp Nguyễn Thái Anh Tuấn 6.2 Tính cặp bánh ma sát và chiều dài băng cao su 6.2.1 Vận tốc dài băng ma sát 6.2.2.Số vòng quay bánh đai 7.Các cảm biến quang học và cảm biến màu 7.1.Mục đích sử dụng

7.2 Cảm biến nhận biết nhãn chai

7.3 Cảm biến phát hiện lỗi sau khi dán §.Tính toán hệ thống truyền động trục vit

8.1.Tính tốn cơng suất câần thiết

8.2 Tính toán bộ truyễn đai răng

8.3 Tính toán hộp giảm tốc khai triển 2 cấp

8.3.1.7Tính toán cặp bánh răng cấp nhanh

8.3.2 Tính toán số răng của bánh răng chủ động và bị động

8.3.3 Tính toán lại tỉ số truyễn §.4.Tính toán cặp bánh răng cấp chậm

8.4.1.Tính toán số răng của bánh răng chủ động và bị động

8.4.1.Tinh toán lại tỉ số truyền

Chương 1: THIẾT KẾ PHẦN ĐIỀU KHIỂN

I.Hệ thống điều khiển là gì ? 2.Các phương án điều khiển

2.1.Điều khiển bằng Rơie 2.2.Điều khiển bằng vi xử lý 2.3 Điều khiển bằng máy tính

2.4 Điều khiển bằng PLC 3.Lựa chọn phương án điều khiển

4 Vai trò của bộ điều khiển lập trình (ple) 5.PLC là gì?

6 Sơ lược về lịch sử phát triển

Trang 11

Đầ án tốt nghiệp GVHD : Nguyễn Văn Giáp

Nguyễn Thái Anh Tuấn

7.3.5 Loại PLC rất lớn 42

8 So sánh plc với các hệ thống điều khiển khác lợi ích của

việc sử dụng PLC, 43

8.1 Việc sử dụng PLC và các hệ thống điều khiển khác 43 8.1.1 PLC với hệ thống điều khiển bằng rơle 4

8.1.2 PUC với máy tính 43

8.2 Lợi ích ,ưu điểm, nhược điểm của việc sử dụng PLC 44 8.2.1 Loi ich 44 8.2.2 Ưu điểm 45 8.2.3 Nhược điểm 45 8.3 Một vài lĩnh vực tiêu biểu ứng dụng PLC 46 9.Ngôn ngữ lập trình của S7-200 9.1.Cấu hình cứng 9.1.1.Cấu trúc CPŨ 212 9.1.2 Cấu trác CPU 214 9.2.Cổng truyền thông 53 10 Cấu trúc bộ nhớ 55 10.1 Phân chia vàng nhớ 55 10.2 Mé réng cổng vào ra 58 11 Cấu trúc chương trình 59 12 Phương pháp lập trình 60

12.1,Phuong phap LAD 61

12.2 Phương pháp liệt kê lệnh STL 61

13.cấu trúc lệnh cơ bản trong s7-200 62

13.1.Các lệnh logic đại số Boolean 62 13.1.1, Lénh AND (A) va OR (O) 63

13.1.2.Các lệnh so sánh 66

13.1.3.Lệnh nhảy và lệnh gọi chương trình con 68

13.2.Lệnh nạp và chuyển nội dung thanh ghỉ 70 13.3.Lệnh gắn giá trị logic lvà 0 vào ô 72

Trang 12

Đồ án tốt nghiệp GVHD : Nguyễn Văn Giáp Nguyễn Thái Anh Tuấn

nhớ(set và reset)

13.4 Các lệnh tiếp điểm đặc biệt 14 Các lệnh điều khiển timer

Trang 13

Đồ án tốt nghiệp GVHD: Nguyễn Văn Giáp Nguyễn Thái Anh Tuấn

Chương 1

TỔNG QUAN

1 Yêu cầu và phạm vỉ ứng dụng

Dán nhãn chai có tầm quan trọng trong việc quyết định tính thẩm mỹ, thông qua đó nói lên chất lượng sản phẩm Dán nhãn chai tự động được sử

dụng phổ biến trong các ngành sản xuất thực phẩm (chai bia, chai rượu, chai

sirô, chai nước chấm .) và y tế( chai, lọ chứa thuốc ) Do đặt thù của

nghành phục vụ mà yêu cầu nêu ra đối với máy dán nhãn tự động chủ yếu là đảm bảo được vị trí nhãn dán trên chai là để can, đẹp, không bị lệch, nhãn không bị tróc tự động loại bổ những sản phẩm không đạt yêu cầu

Nhãn được dán ở đây là loại băng một mặt, được cung cấp sẵn ở dạng

cuộn

2.Tình hình trong nước và trên thế giới

Nước ta đang trong công cuộc công nghiệp hóa hiện đại hóa để từng bước bắt kịp sự phát triển trong khu vực Đông Nam Á và thế giới về mọi mặt kinh tế và xã hội Công nghiệp sản xuất hàng hóa đóng vai trò quan trọng trong việc phát triển kinh tế Việc tự động hóa là sự lựa chọn không tránh khỏi

trong mọi lĩnh vực nhằm tạo ra sản phẩm có chất lượng cao, tăng khả năng

cạnh tranh mạnh mẽ trên thị trường

Ngày nay, hiện tại ở nước ta công nghệ điện tử, tin học và tự động hoá ngày càng phát triển, đã góp phân nâng cao năng suất lao động một cách

đáng kể Đặc biệt là các bộ điểu khiển chương trình xuất hiện đã đáp ứng hầu hết các yêu cầu để ra của nên sản xuất công nghiệp hiện đại: Tốc độ sản xuất phải nhanh, chất lượng cao và ít phế phẩm,giá nhân công hạ, thời gian chết của máy móc là tối thiểu Nhưng nghành chế tạo máy và tự động hoá của chúng ta còn nhiều hạn chế

Hiện nay ở các nước phát triển, người ta đã chế tạo được các loại máy rất phong phú và hiện đại chính vì lẽ đó chúng ta phải áp dụng và vận dụng

những công nghệ tiên tiến đó vào nên công nghiệp hiện còn non trẻ của chúng ta

Trang 14

3.Giới thiện một số loại máy dán nhãn chai tự động trên thực tế

Trang 16

Đồ án tốt nghiệp GVHD: Nguyễn Văn Giáp

Trang 17

Trang 18

Đô án tốt nghiệp GVHD: Nguyén Van Giáp Nguyễn Thái Anh Tuấn

Trang 19

4 Phân loại máy máy dán nhãn tự động

Trên thực tế hiện nay có nhiêu kiểu máy dán nhãn sau: dùng băng ma sát (nhiều loại), dùng con lăn di động, dùng cơ cấu kẹp thủy lực

4.1 Máy dán nhãn đùng con lăn di động : 2 8 Cơ cấu này gồm: + Mâm cấp chai 1 + Băng tải 2 + Con lăn cố định 3, + Cuộn nhãn ra 6, + Lo xo 7 + Con lăn di động 4 + Con lăn dẫn hướng 5 + Cuộn nhãn vào 8 + Đôi bánh ma sát 9 * Nguyên lý hoạt động :

Chai được cấp vào thông qua mâm cấp chai 1, qua băng tải 2 sẽ đi qua

khe hở giữa con lăn di động và con lăn cố định Nhãn được cấp liên tục , dẫn

động bằng cặp bánh ma sát 9 Dưới tác dụng kéo của băng tải, lực ép của lồ

xo 7, các con lăn di động thì nhãn sẽ được đán lên chai

Trang 20

Nhược điểm : khả năng dán chính xác thấp, dễ bung ra sau khi dán, yêu cầu nhãn dán phải có keo hai mặt điểu này dẫn đến giá thành tăng ,gây rất nhiều khó khăn cho việc giữ vệ sinh sau khi dán , nhìn chung phương án này

không khả thi

4.2 Dùng cơ cấu kẹp thủy lực

* Nguyên lý hoạt đông:

Nhờ cơ cấu kẹp bằng thủy lực được dẫn hướng bằng hai rãnh, hai xy lanh

thủy lực được điều kiến do tín hiệu phát ra từ cảm biến màu, khi chai cách nhãn khoảng cách nhất định, cảm biến màu nhận ra chai sẽ điểu khiển hai

thanh kẹp, kẹp chai lại đông thời dán nhãn lên chai

Ưu điểm: độ chính xác cao, năng suất lớn

Nhược điểm: máy móc phức tạp, khó chế tạo, yêu cầu băng keo hai mặt nên giá thành cao, vệ sinh khó khăn sau khi đán vào chai, do bể mặt ngoài còn keo sẽ bám bụi vào, hoặc phải thêm công đoạn dán lớp nilơng vào mặt ngồi làm cho giá thành cao

4.3 Dùng cơ cấu băng ma sát

4.3.1.loại 1

⁄

Trang 21

Dé dn tét nghiép GVHD: Nguyén Van Giáp Nguyễn Thái Anh Tuấn

Chai di chuyển trên băng tải đồng thời được quay tròn nhờ cơ cấu ma sát, trên băng ma sát được căng cuộn băng keo hai mặt, khi chai lăn không trượt sẽ cuốn theo cả nhãn chai , nhãn chai được dán cứng nhờ được lăn ép trên băng ma sát

Ưu điểm : độ chính xác cao , ít phế phẩm

Nhược điểm: cũng như những máy ở trên cần phải sử dụngnhãn có keo hai mặt nên giá thành cao và vấn để vệ sinh sau khi đã dán nhãn

4.3.2.loại 2

*Nguyên lý hoạt động:

Nhãn được bóc ra do băng đán nhãn bị gấp khúc đột ngột, chai từ cơ cấu cấp phôi đưa tới nhãn dính vào chai, sau đó được dán chặt nhờ băng ma sát

Nếu một chai do sự cố không dính nhãn sẻ được nhận biết do cảm biến quang Chai được đưa ra ngoài qua cơ cấu gạt trong đó chai và nhãn được

nhận biết nhờ các bộ cẩm biến quang học và cảm biến màu Ưu điểm:Năng suất cao, cơ cấu đơn giản , đạt độ chính xác cao

Trang 22

Nguyễn Thái Anh Tuấn *Nguyên lý hoạt động

Nhãn được bóc ra do băng dán nhãn bị gấp khúc đột ngột, chai từ cơ cấu

cấp phôi đưa tới nhãn dính vào chai, sau đó được dán chặt nhờ băng ma sát

Nếu một chai do sự cố không dính nhãn sẻ được nhận biết do cảm biến

quang Chai được đưa ra ngoài qua cơ cấu gạt trong đó chai và nhãn được

nhận biết nhờ các bộ cảm biến quang học và cảm biến màu

Ưu điểm : Năng suất cao , cơ cấu đơn giản , đạt độ chính xác cao ,cơ

cấu bung nhãn linh hoạt,đơn giản

Nhược điểm : chỉ phí ban đầu cao do yêu cầu các cơ cấu chính xác Š.Lựa chọn phương án

Qua quá trình tìm hiểu các máy hiện có trên thị trường và những ưu,

nhược điểm của các loại máy dán nhãn trên, và qua các phương pháp tính

toán sơ bộ chúng em chọn phương án máy dán nhãn chai dùng băng ma sát loại 4.3.3

SVTH:Nguyễn Công Thang

Trang 23

Đồ án tối nghiệp GVHD: Nguyễn Văn Giáp

Chương 2

NHIỆM VỤ LUẬN ÁN TỐT NGHIỆP

1.Mục đích của đồ án

Thiết kế và chế tạo máy dán nhãn chai tròn Yêu cầu chỉ tiết

® Phải tính toán và thiết kế phần cơ khí trong khoảng thời gian xác định ® Phải thiết kế được phần điều khiển trong khoảng thời gian xác định 2.Nhiệm vụ của đồ án

Một số nhiệm vụ chủ yếu mà luận văn phải thực hiện là:

® Nghiên cứu về lý thuyết và một số máy có sẵn trên thị trường ® Đánh giá lựa chọn phương án thiết kế

® Tính toán thiết kế phần động lực theo phương án đã lựa chọn ® Thiết kế phần điều khiển

® Xây dựng mô hình theo phương án đã chọn

®Hồn thiện các bản vẽ và mơ hình ® Để xuất hướng phát triển của để tài

Trang 24

Dé én tét nghiép GVHD: Nguyễn Văn Giáp

Chương 3

THIẾT KẾ ,TÍNH TỐN PHẦN CƠ KHÍ

1 Giới thiệu

Băng tải là một máy vận chuyển liên tục, nó được sử dụng khá phổ biến ở các xí nghiệp sản xuất, kho chứa Nó có thể vận chuyển các loại vật liệu nhỏ như than đá ngũ cốc và các loại hàng kiện như thùng, hòm

bao gói trong khoảng cách không xa

Do yêu cầu tải không lớn nên chúng ta chọn băng tải đai vì nó có năng suất cao , vận hành êm, kết cấu đơn giản , điểu khiển dễ dàng

2 Cấu tạo tổng thể * Nguyên tắc hoạt động:

Khi động cơ nhận được tín hiệu điện, sẽ truyền động quay qua khớp nối với tang trống chủ động Nhờ có ma sát giữa tang trống chủ động với

băng tải mà băng tải chuyển động theo Khi sản phẩm được đưa lên băng tải thì sản phẩm cũng chuyển động theo Tang bị động và vít căng làm cho băng tải không bị chùng lại để tránh ảnh hưởng tới sự làm việc của băng

tải

Băng tải : băng cao su

Tang trống: - Tang chủ động: dùng để chuyển động

- Tang bị động: dùng dể kéo căng băng tải và điều chỉnh sức căng của băng -Yêu cầu kỹ thuật: để tang trống chú động và băng tải nằm đúng tâm nên

bể mặt tang chủ động và bị động phải được gia công có độ dôi không lớn

từ 1.5-3mm

Vít căng tải : Trong quá trình làm việc của băng tải để bảo sự làm việc bình thường của nó cần bảo đầm độ căng của băng và lực ma sát giữa

băng và tang trống, Để đạt điều đó người ta sử dụng thiết bị căng đai

Do băng quá ngắn, hành trình căng đai nằm trong giới hạn khoảng từ

1-1.5%

Trang 25

Đồ án tốt nghiệ GVHD: Nguyễn Văn Giáp

P ~ “

Nguyên Thái Anh Tuấn

- Đường kính chai: d = 45 mm

- Khoảng cách giữa hai chai: 90 mm

- Năng suất thực tế: NÑ = 60 chai/phút

Chọn khoảng cách giữa 2 trục chai trên băng tải là 0,09 m -Ta có vận tốc đài của băng tải là :

_ — chai m |_ m

Vig = Nx§= c0 | L 009 |- S4| |

Trong đó:

Vig :van tốc dài của tang dẫn động băng tải

S : khoảng cách giữa 2 trục chai, B = 0.09 m

N : năng suất thiết kế

Chọn sơ bộ đường kính tang dẫn động băng tải là d=0.04m Vậy vận

tốc góc của tang dẫn động băng tải là: _ Vy — 5, 1 1 Vg =IXW ,, > W, =— = — = 270.—_] = 4.5-] ~ 0.02 phut 5 Trong đó:

r : bán kính tang dẫn động băng tải

œ„: Vận tốc góc của tang dẫn động băng tải Số vòng quay của tang dẫn động băng tải là:

Trxn 30x02 30x4.5_

OTD tg

“te sp 30 tg” > 3.14 43 (vong phuì

Trang 26

GVHD: Nguyễn Văn Giáp

Trang 27

Dé dn tét nghiép GVHD: Nguyễn Vấn Giáp Nguyễn Thái Anh Tuấn

+i,: tisd truyén trục vít -bánh vít 1 cấp n

Kết hợp bộ truyền đại thang và hộp giảm tốc 1 cấp trục vít bánh vít có sẵn

nhằm đạt được tỉ số truyền mong muốn

Chọn hộp giảm tốc trục vít bánh vít I cấp có tỉ số truyền lrự=l 1.2

Từ đó ta có tỉ số truyền của bộ truyền đai là:

Theo bảng trên ta chọn bộ truyền đai thang là đạt yêu cầu

3 Chọn loại đai và tiết diện đai

Theo [ Í, trang 59, hình 4.1 ], với công suất cần truyền là 0,06 kW

và số vòng quay bánh đai nhỏ là 1378 vg/ph : ta chon dai A

Trang 28

Đồ án tốt nghiệp GVHD: Nguyễn Văn Giáp Nguyễn Thái Anh Tuấn 315 _ la= 09 7219 Sai số tương đối : _ 3.15—3.125 — %AA=~—+T5s— * 100 = 0.8% %Au < 5%, sai số chấp nhận được Như vây việc chọn động cơ như trên là hợp lý + Khoảng cách trục a: Theo [ 1, trang 60, bảng 4.14 ], ta có: ig =3.15>a/d,.* 1, suyraa=d,=315 mm + Kiém tra diéu kién : 0,55(d;+d2) +h <a 2(di+d;) <> 0,55(100+315) + 8 <a < 2(100+315) ôâ 236,25< as 830

a =315 mm, thoả điều kiện trên

+ Chiểu dài đai l: mxl+d2} (4, -4,P J=2a+—— — 2 _ 3,14x(100+315) @15—100⁄ _ 1=2x315+£<T—S—+ TT aig- =1318(mm)

Chon 1 = 1320 (mm), theo [1,trang 59, bang 4.13]

+ Kiểm nghiệm về tuổi thọ dai :

I=Y-_ 72L 546

l 1320.103

I< I„„„= 10, thỏa

Trang 29

Đồ án tốt nghiệp GVHD: Nguyễn Văn Giáp Nguyễn Thái Anh Tuấn Pị= 0,06 kW [Po] =1,5 theo [1,trang 62, bảng 4.19] kạ=1: hệ số tải trọng động cạ= 0,89 [1, trang 61, bảng 4 L5] cị= 0,9 [1, trang 61, bang 4.16] cy=1,14 [1, trang 61, bang 4.17] c,=1 [1, trang 61, bang 4.18] za 0,06 x1 1,5x0,89x1,14x0,9x1 Vậy số đai cần thiết là z= 1 + Chiều rộng bánh đai : B=Œ-l).t+2.e [1, trang 63, 4.17 ] B=2e=2 I0=20 (mm) + Đường kính ngoài bánh đai : d, =d + 2.hy [1, trang 63, 4.18 ] đạ = 315 +2 3,3 = 321,6 (mm) =0,044 5,Tính toán đoạn băng tải +Các thông số : V=0.09 m/s

Lị =0.5 m: chiều dài băng tải cấp phôi

L,=1.5m : chiều dài băng tải vận chuyển sản phẩm d =300 mm

8 =20 mm (bề dày)

a = 180° (góc ôm)

Trang 30

Dé dn tét nghiép GVHD: Nguyễn Văn Giáp

Nguyễn Thái Anh Tuấn 150 a, = 180 (rad) =>F, =15.6 (N) +Lực căng nhánh băng ra khỏi tang trống: rạm f Fi=e”“-1 =39.3(N) +Lực căng nhánh băng vào tang trống: Fạ= e™ ¡= 20.7 (N) + Luc ly tam F, F, =0 (do v< 30 m/s) + Lực tác dụng lên trục tang dẫn động Fa F, Fn Fy = F, +F2

Lực căng nhỏ nhất của nhánh làm việc được xác định từ độ võng quy chuẩn của băng Šmin Š 30T dụ) + Lực căng nhánh băng theo hướng chuyển động về phía con lăn: 5 an S4 +W 5 A 5a Ta có: Wa = Wiv =(q +dqt)g.Lnf?cosB +sinBi Sa + Lực căng nhánh băng ở phía cuối con lăn theo hướng chuyễn động: Ssp = S54 + We 4 _A Với We = 2S (f'sin= +8) Ở đây Vv = B _ _ 1 F, =Sy -Sp “Sy

Khi truyền lực kéo theo lực căng của băng ở nhánh đi ra khỏi tang chủ

động là nhỏ nhất và lực căng ban đầu được xác định theo kinh nghiệm từ

độ bền của bộ phận kéo

Trang 31

Đồ án tốt nghiệp GVHD: Nguyễn Văn Giáp Nguyễn Thái Anh Tuấn F t =Syv-Sp=Sy-So *Các ứng suất sinh ra trên băng : _ Trên nhánh căng ơi =) = 393 - 5.56x10~* (N/mm?) _ Ứng suất trên nhánh chùng EB o=-2= zoesg2:93x10“(N/mm") _ Ứng suất uốn (theo định luật Hooke): G„=ơ,„= Sp 20 x200 =13.3 Mpa _Ứng suất có ích ~ li op = TS *Dang hồng và chỉ tiêu tính toán *Các dạng hỏng +trượt do quá tải + đứt do mỏi *Chỉ tiêu tính L: -Tính theo khả năng kéo (không đứt) Øp Š C [Ø; } = [55]

[op] :ứng suất có ích cho phép

Từ đó ta xác định được bề rộng băng theo chỉ tiêu khả năng kéo

6, $C [o,]

-Trong đó: ơ, : ứng suất có ích [op]: ứng suất cho phép

Trang 32

Đồ án tốt nghiệp GVHD: Nguyễn Văn Giáp Nguyễn Thái Anh Tuấn RE 15.6 > f = = 3 => bee 5] 20x49 159.18x10”m +Chon b= 160 mm +Hệ số kéo H156 _ = = =0.26 PP” 2xR, 2x30 * Để tránh hiện tương trượt œ<[ọ,] 0.26 < 0.45 Thoả mãn *Tính tuổi thọ băng tải m 5 o, N, = | 107 Chay 13.3 VEL Spa =F 41 =F so ~ S6 chu ky twong đương cho đến khi hổng =Ă_t Fr wy _, 7 i tnŸf- và Ne==[5 EIN g=[yqrg) 107 =403861.07 (giờ) Nọ =107 ( số chu kỳ cơ sở)

M= 5 ( bậc đường cong mỏi)

Trang 33

Nguyễn Thai Anh Tuấn

t: khoảng cách trọng tâm hai kiện hàng

V: vận tốc chuyển động của băng

Các lực cản của băng : khi làm việc băng tải chịu các lực như sau:

5.1.1 Lực cản ở cuối đoạn thẳng đối với nhánh làm việc (W„) của bang tai

Wiy =(q+ g,, )eosBcospl + (q= qụysinBinB

Trong đó:

q: Trọng lượng hang trén | mét chiéu dai (kg/m)

4,: Trọng lượng 1 mét chiéu dai bang (kg/m)

7`: Hệ số cản di chuyển của băng (mét)

8 : Góc nghiên của băng tải đối phương ngang

1: Chiều dài thực tế của băng tải (mét)

Trong công thức trên dấu cộng lấy với trường hợp băng tải chuyển

động lên trên, dấu trừ ứng với trường hợp băng tải chuyển động đi xuống Trường hợp băng tải hoạt đông theo nằm phương ngang: (B = 0)

Vậy: Wy = (q+qi)g.Lf

5.1.2 Lực cản ở đoạn thẳng đối với nhánh băng không làm việc W„ khi đó không vật liệu trên băng q = 0

Wo = qụ-g.1Œ'cosB +sinBi

Trường hợp băng tải hoạt động theo phương ngang khi đó Wal = qụ-g.-LP

5.1.3 Lực cản đi chuyển của băng tại đoạn cong

Tại đoạn cong băng tải có các lực cản ma sát ở ngống trục của trống hay của các con lăn đỡ W, và lực cản do sự uốn của băng tải W, - Lực cẩn do ma sát ở ngỗng trục sẽ là: fe do a Ww, =(S; =Š¡_¡)pMSIn 53

SVTH:Nguyễn Công Thắng bào

Trang 34

Đồ án tất nghiệp GVHD: Nguyễn Văn Giáp Nguyễn Thái Anh Tuấn

Trong băng tải cao su bộ phận kéo chuyển động được nhờ thiết bị dẫn động mà bộ phận làm việc của nó là tang trống chủ động

Đối với băng tải cao su khi truyền lực kéo là nhờ ma sát, do vậy sự phụ thuộc giữa lực căn của băng ở nhánh cuốn váo trống chủ động và lực căng của băng ở nhánh đi ra khỏi tang được xác định bằng lí thuyết ƠLE: — H0 Sy, /Sp =e ụ : hệ số ma sát của bộ phận kéo œ : góc ôm của băng tải với tăng chủ động tính bằng radian Lực kéo vòng P, kg F, =Sy—Sp =Sy(1-1/eH4 )

Khi truyền lực kéo thì lực căng của băng ở nhánh đi ra khổi tang chủ

động là nhỏ nhất bằng lực căng ban đầu được xác định theo kinh nghiệm từ điều kiện bộ phận kéo: Sp =ŠQo ; Do đó ta có: F, =S,,-Sp =S,,-S,=S (20) Pv 3R 3v PO PVCS Vậy công suất trên trục dẫn động : N = F,v/102 V: tốc độ của bộ phận kéo (m3) Công suất động cơ có kể đến hiệu suất (n =0.6-0.95) Nae = N/n

6.Tính toán con lăn kéo nhấn và băng ma sát

6.1 Số vòng quay con lăn kéo nhãn

Theo thời gian số vòng quấn của dải giấy để dán nhãn lên chai thay đổi từ bánh quấn bị động sang bánh quấn chủ động do đó cặp bánh quấn kéo nhãn có đường kính thay đổi theo thời gian , dẫn đến vận tốc quay cũng thay đổi theo từng thời điểm, điều này khá phức tạp do vậy đối với bánh quấn

dùng động cơ bước được điều khiển bằng cảm biến Đối với việc cấp nhãn ta

Trang 35

đi qua và điều khiển cho chai chạy tới ta dùng hai cảm biến đặt hai nơi thích

hợp (bố trí như sơ đồ) nhận biết và điều khiển

6.2 Tính cặp bánh ma sát và chiều dài băng cao su 6.2.1.Vận tốc dài băng ma sát | Vận tốc dài băng ma sát bằng vận tốc dài băng tải =5.4 m/phút chọn bán kính bánh đai ma sát chọn 0.1m => vận tốc góc _—V_ 5⁄4 -urad _ 4 rad / — d (0= =0 =54 TA Ly = so ad, = 0.914đ

khoảng cách giữa hai tâm chai là 0.09 m, vậy khoảng cách giữa hai trục

bánh đai cũng là chiểu dài băng ma sát để làm chai quay tròn đán hết toàn bộ nhãn vào chai la : H=n*2Trrr+0.09 Trong đó: r: bán kính chai n : hệ số an toàn đảm bảo toàn bộ diện tích nhãn chai đượclăn ép (n=1.5:2) 6.2.2.Số vòng quay bánh dai œ = 2n? =>n=o/ 27 = 0.9/ 2mr = 0.14323947 vòng/giây Chọn động cơ điện ký hiệu K90S4 có: e©_ số vòng quay 1420 vòng / phút công suất 0.75kKW (1 mã lực) hiệu suất 73.5 khối lượng 17 Kg Nac 1420 mạ 0.14324*60

Vậy ta dùng hộp giảm tốc hai cấp, dùng bánh răng bố trí theo so dé phan đôi và đai để truyền từ động cơ đến hộp giảm tốc

= tỈ số truyền i= =165.22

Trang 36

Dé án tốt nghiệp GVHD: Nguyễn Văn Giáp Nguyễn Thái Anh Tuấn _ Cơ cấu truyền động bánh ma sát Trong đó : 1 Động cơ 2 Bộ truyền đai 3 Hộp giảm tốc hai cấp phân đôi 4 Bánh răng 5 Khớp nối 6 Cap bánh ma sát +Chiều dài băng cao su :

Để chai vào băng ma sát thuận tiện chiểu dài băng cao su nên ngắn hơn chiều dài băng ma sắt

7.Các cảm biến quang học và cảm biến màu

7.1.Mục đích sử dụng

Các cảm biến quang học và các cảm biến màu được dùng để nhận biết chai, nhãn đã được đưa đến đúng vị trí Các cảm biến màu được nối với các bộ khuyết đại tín hiệu để điểu khiển các động cơ và các cơ cấu khácv] trí

chức năng của các cẩm biến trong hệ thống cảm biến quang nhận diện chai

trước khi dán nhiêm vụ của cảm biến này là nhận biết chai trước khi dán để phát tín hiệu kích hoạt cơ cấu cuốn cuộn nhãn, đưa nhãn đến vị trí con lăn ,

nhãn bung ra và dính vào chai giả sử thời gian phát tín hiệu và thời gian động cơ đạt tốc độ tính toán bằng O khi đó khoảng cách từ cảm biến đến

nhãn chai bằng khoảng cách giữa hai tâm chai

SVTH:Nguyễn Công Thắng

Trang 37

7.2 Cảm biến nhận biết nhãn chai

Quá trình điều khiển cuộn nhãn do cảm biến màu, mục đích xác định vị

trí chính xác nhãn chai khi nhãn chai bong ra chuẩn bị dính vào chai đồng

thời xác định vị trí nhãn chai kế tiếp , cảm biến này được đặt đối diện với nhãn chai chuẩn bị dính vào chai

Khi đã nhận biết được nhãn chai đã vào vị trí xác định cảm biến phát tín hiệu điều khiển ngắt nguồn động cơ truyền động cuộn nhãn |) Ly QA — 1 LA — ? m biến m sư ` ? cư — cảm biển quan Tuỳ vào từng loại nhãn có màu sắc khác nhau mà xác định loại cảm biến màu khác nhau

7.3 Cảm biến phát hiện lỗi sau khi dán

Nhằm đảm bảo cảm biến nhận biết chính xác chai bị lỗi, yêu cầu nhãn

chai phải đối diện với cảm biến vậy yêu cầu cảm biến được đặt tại vi trí sao

Trang 38

Đồ án tốt nghiệ Pp GVHD: Nguyễn Văn Giáp ‘

Để cơ cấu gạt thực hiện đồng thời khi cảm biến nhận thấy có một nhãn

không bong thì khoảng cách từ tâm con lăn làm bong nhãn đến cảm biến bằng ]

§.Tính tốn hệ truyền động trục vít

*Sơ đồ cơ cấu cung cấp phôi : ta sử dụng cơ cấu trục vít

Sau mỗi vòng quay trục vít sẽ nâng lên một bước vít như vậy một chai sẽ

được đẩy ra Vận tốc ,khoảng cách chai khi ra khỏi trục vít phụ thuộc vào

Trang 39

| Đồ án tốt nghiệp GVHD: Nguyễn Văn Giáp

Nguyễn Thái Anh Tuấn Trong đó : 1 Hộp giảm tốc trục vít— bánh vít 2 cấp 2 Trục vít 3 Bộ truyền đai răng 4, Động cơ

§.1.Tính tốn cơng suất cần thiết - Trọng lượng của chai và nước - Khối lượng chất lỏng có trong chai: mạ= V.p Trong đó: V: thể tích chất lồng trong một chai V=110ml p: khối lượng riêng của chất lỏng p = 1000 kg/m’ => m, = 110.10,1000 = 0,11 (kg )

- Khối lượng chai và nước lấy tròn : m = 0,15 kg - Trên trục vít có 6 chai vậy khối lượng tổng cộng là:

M=0,15.6= 0,9 kg

- Khoảng cách từ tâm chai đến tâm trục vít: != 45mm

- Như vậy ta có mômen cản:

SVTH:Nguyễn Công Thắng

Trang 40

Dé án tốt nghiệp GVHD: Nguyễn Văn Giáp

Nguyễn Thái Anh Tuấn M, = M.1 = 0,9.0,045.9,8 =0,3969 Nm - Công suất cần thiết: _M,.n _ 0,3639.60 ‘9550 9550 - Do còn có công suất phải quay trục vít và ma sát tại các ổ nên ta làm P =0,00249 KW tròn công suất cần thiết như sau: P,=0,01 KW - Công suất cần thiết trên trục động cơ: p, =f n V6i N= Ta Nes Ns = 0,99*.0,987.0,96 = 0,886 ob ĐÓI — 00113 KW 1 0,886 - Chọn loại động cơ 4A kí hiệu 4A50A4Y3 P=0,06 KW n= 1378 vòng/phút - Xác định tỉ số truyền của hệ thống dẫn động u =6 „ 1278 — 22 o7 n lv 60 - Phân phối tỉ số truyền: u,=u¿.u,

- Lấy u= 1,64 : tỉ số truyền của bộ truyền đai răng u=14 : số truyền của hộ giảm tốc

=> u= 22,97 = 1,64.14

- Phân phối tỉ số truyền của hộp giảm tốc:

- Theo bảng 3.1 thiết kế hệ thống truyền động cơ khí ta phân phối tỈ số

Định dạng
Số trang	98
Dung lượng	2,46 MB