Thiết kế máy gắp vận chuyển kính và chế tạo mô hình thu nhỏ

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHOA CƠ KHÍ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ CƠ CẤU GẮP KÍNH VÀ CHẾ TẠO MƠ HÌNH THU NHỎ Người hướng dẫn: PGS.TS LƯU ĐỨC BÌNH Sinh viên thực hiện: TRẦN VĂN TIẾN ĐẶNG QUANG KHÁNH Đà Nẵng, 2019 TÓM TẮT Tên đề tài: Thiết kế máy gắp vận chuyển kính chế tạo mơ hình thu nhỏ Họ tên SV : Đặng Quang Khánh Mã SV: 101150078 Lớp : 15C1B Điện thoại : 0961590392 Họ tên SV : Trần Văn Tiến Lớp : 15C1B Điện thoại : 0987208194 Email: khanhtk886@gmail.com Mã SV: 101150101 Email: trantien153@gmail.com GV hướng dẫn: PGS.TS Lưu Đức Bình GV duyệt : TS Đỗ Lê Hưng Toàn Nội dung ĐATN bao gồm vấn đề sau: Nhu cầu thực tế đề tài : Hiện nay, nhu cầu kính cường lực dần phát triển nước ta, kính cường lực có nhiều loại chủ yếu đa số nặng, lớn, cồng kềnh, trơn, bị C C R L T rơi có lực va chạm từ góc kính gây vỡ, nổ kính, gây nguy hiểm đến công nhân làm việc, nên vấn đề di chuyển kính xe để vận chuyển đưa nơi vấn đề lớn Việc di chuyển kính giá đỡ đưa lên xe vận chuyển việc tốn sức lực, tốn thời gian địi hỏi cẩn thận cơng nhân, nên cần thiết phải có hệ thống gắp kính đưa lên giá đỡ để di chuyển xe vận chuyển kính Hệ thống gắp kính thay sức người, giảm thiểu khản rơi vỡ kính tránh gây nguy hiểm cho cơng nhân, nâng cao suất Có máy gắp kinh công nhân cần sử dụng xe nâng di U D chuyển giá đỡ kính đem lên xe vận chuyển đi, đơn giản đỡ tốn thời gian nhiều Trước thực trạng để đáp ứng nhu cầu sử dụng xã hội nói chung ngành nhơm kính nói riêng, với trí cho phép Khoa khí thầy giáo hướng dẫn em xin Thiết kế máy gắp vận chuyển kính chế tạo mơ hình thu nhỏ làm đề tài tốt nghiệp Phạm vi nghiên cứu đề tài tốt nghiệp: Thiết kế máy gắp vận chuyển kính chế tạo mơ hình thu nhỏ Nội dung đề tài thực : Số trang thuyết minh: Số vẽ: Mơ hình: 116 trang Ao máy Kết đạt được: Phần lý thuyết : 1: Tìm hiểu kính xây dựng quy trình sản xuất kính 2: Thiết kế máy gắp – Vận chuyển kính 3: Tính tốn thiết kế thơng số kỹ thuật máy 4: Thiết kế trục, gối đỡ trục, nghiệm bền then 5: Tính tốn thơng số kỹ thuật cấu giá đỡ kính 6: Thiết kế băng tải 7: Thiết kế cấu gắp chân không 8: Lắp đặt, vận hành bảo dưỡng máy 9: Thiết kế chế tạo mơ hình thu nhỏ 10: Kết luận Đà Nẵng, ngày tháng 12 năm 2019 Sinh viên thực Đặng Quang Khánh Trần Văn Tiến C C U D R L T ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHOA CƠ KHÍ CỘNG HỊA XÃ HƠI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập Tự - Hạnh phúc NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP TT Họ tên sinh viên Số thẻ SV Lớp Ngành 01 Đặng Quang Khánh 101150078 15C1B Công nghệ Chế tạo máy 02 Trần Văn Tiến 101150101 15C1B Công nghệ Chế tạo máy Tên đề tài đồ án: Thiết kế máy gắp vận chuyển kính chế tạo mơ hình thu nhỏ Đề tài thuộc diện: ☐ Có ký kết thỏa thuận sở hữu trí tuệ kết thực Các số liệu liệu ban đầu: - Năng suất: - Các số liệu tự chọn yêu cầu thực tế Nội dung phần thuyết minh tính tốn: R L T a Phần chung: TT U D Họ tên sinh viên C C Nội dung 1: Tìm hiểu kính xây dựng quy trình sản xuất kính 01 02 Đặng Quang Khánh Trần Văn Tiến 2: Thiết kế máy gắp – Vận chuyển kính 3: Tính tốn thiết kế thơng số kỹ thuật máy 4: Thiết kế trục, gối đỡ trục, nghiệm bền then 5: Tính tốn thơng số kỹ thuật cấu giá đỡ kính 6: Thiết kế băng tải 7: Thiết kế cấu gắp chân không 8: Lắp đặt, vận hành bảo dưỡng máy 9: Thiết kế chế tạo mô hình thu nhỏ 10: Kết luận b Phần riêng: TT 01 Họ tên sinh viên Trần Văn Tiến Nội dung Không 02 Đặng Quang Khánh Không Các vẽ, đồ thị ( ghi rõ loại kích thước vẽ ): a Phần chung: TT 01 02 Họ tên sinh viên Trần Văn Tiến Đặng Quang Khánh Nội dung - Bản vẽ phương án gắp kính - Bản vẽ tổng thể( Hình chiếu đứng) - Bản vẽ tổng thể( Hình chiếu bằng) 1A0 1A0 1A0 - Bản vẽ tổng thể( Hình chiếu cạnh) 1A0 - Bản vẽ kết cấu 1A0 - Bản vẽ hộp giảm tốc - Bản vẽ cấu hút chân không 1A0 1A0 b Phần riêng: TT Họ tên sinh viên 01 Trần Văn Tiến 02 Đặng Quang Khánh Nội dung C C Không Họ tên người hướng dẫn: R L T U D PGS.TS Lưu Đức Bình Ngày giao nhiệm vụ đồ án: Ngày hoàn thành đồ án: Trưởng Bộ mơn Chế tạo máy Khơng Phần/ Nội dung: Tồn phần Toàn phần …… /……./2019 …… /……./2019 Đà Nẵng, ngày tháng Người hướng dẫn năm 2019 Thiết kế máy gắp vận chuyển kính chế tạo mơ hình thu nhỏ LỜI NÓI ĐẦU Trong thời đại ngày nay, ngành khí nói chung ngành khí chế tạo máy nói riêng ngành quan trọng Để đáp ứng nhu cầu khoa học kỹ thuật nói chung ngành khí nói riêng người kỹ sư khí cần thiết nước cơng nghiệp phát triển Hiện nay, nhu cầu kính cường lực dần phát triển nước ta, kính cường lực có nhiều loại chủ yếu đa số nặng, lớn, cồng kềnh, trơn, bị rơi có lực va chạm từ góc kính gây vỡ, nổ kính, gây nguy hiểm đến cơng nhân làm việc, nên vấn đề di chuyển kính xe để vận chuyển đưa nơi vấn đề lớn Việc di chuyển kính giá đỡ đưa lên xe vận chuyển việc tốn sức lực, tốn thời gian đòi hỏi cẩn thận công nhân, nên cần thiết phải có hệ thống gắp kính đưa lên giá đỡ để di chuyển xe vận chuyển kính Hệ thống gắp kính thay sức người, giảm thiểu khản rơi vỡ kính tránh gây nguy hiểm cho cơng nhân, nâng cao suất Có máy gắp kinh công nhân cần sử dụng xe nâng di C C R L T chuyển giá đỡ kính đem lên xe vận chuyển đi, đơn giản đỡ tốn thời gian nhiều Trước thực trạng để đáp ứng nhu cầu sử dụng xã hội nói chung ngành nhơm kính nói riêng, với trí cho phép Khoa khí thầy giáo hướng dẫn em xin Thiết kế máy gắp vận chuyển kính chế tạo mơ hình thu nhỏ làm đề tài tốt nghiệp Em hy vọng với đề tài giúp em kiểm tra lại kiến thức học trang bị thêm kiến thức để làm tảng cho em sau U D Đây lần em thiết kế đề tài có kiến thức tổng hợp rộng Trong thời gian thiết kế em cố gắng vận dụng kiến thức học vào nhiệm vụ thiết kế Tuy cố gắng việc mắc sai sót q trình làm đồ án khó tránh khỏi, kính mong dẫn thêm quý thầy cô, bạn bè Cuối em xin chân thành cảm ơn thầy giáo hướng dẫn PGS.TS Lưu Đức Bình q thầy tận tình giúp đỡ em hồn thành đồ án tốt nghiệp Đà Nẵng, ngày tháng 12 năm 2019 Sinh viên thực Đăng Quang Khánh Trần Văn Tiến SVTH : Trần Văn Tiến_15C1B Đặng Quang Khánh_15C1B GVHD: PGS.TS Lưu Đức Bình Thiết kế máy gắp vận chuyển kính chế tạo mơ hình thu nhỏ LỜI CAM ĐOAN Trong muôn vàn phát minh sáng chế khoa học loại máy công nghiệp, người sáng chế lại có cách thực hay cải tiến để khơng bị trùng lặp ý tưởng trước Trên tinh thần đó, nhóm chúng em gồm Đặng Quang Khánh Trần Văn Tiến thực đề tài “Thiết kế máy gắp vận chuyển kính chế tạo mơ hình thu nhỏ” sở nhu cầu thị trường Mặc dù đề tài chúng em cố gắng cải thiện máy với điều khiển đơn giản mà sử dụng áp dụng nhiều kiến thức học vào máy truyền động: xích, đai, băng tải, vít me, đai ốc…và cấu cam, cấu khâu lề Trong đề tài tốt nghiệp chúng em cam đoan tự làm 100% góp ý giúp đỡ trực tiêp từ thầy PGS.TS Lưu Đức Bình, khơng có copy từ đề tài có sẵn trước Với đề tài thiết kế chế tạo “Thiết kế máy gắp vận chuyển kính chế tạo mơ hình thu nhỏ” chúng em cam đoan tự thiết kế, tự làm, có tranh chấp chúng em xin chịu hoàn toàn trách nhiệm C C Đà Nẵng, ngày U D R L T tháng 12 năm 2019 Sinh viên thực Trần Văn Tiến Đặng Quang Khánh SVTH : Trần Văn Tiến_15C1B Đặng Quang Khánh_15C1B GVHD: PGS.TS Lưu Đức Bình Thiết kế máy gắp vận chuyển kính chế tạo mơ hình thu nhỏ MỤC LỤC LỜI NÓI ĐẦU LỜI CAM ĐOAN .2 MỤC LỤC .3 Chương 1: TÌM HIỂU VỀ KÍNH XÂY DỰNG VÀ QUY TRÌNH SẢN XUẤT KÍNH 1.1 NGÀNH SẢN XUẤT KÍNH CƯỜNG LỰC HIỆN NAY .6 1.1.1 Tình hình sản xuất kính xây dựng Việt Nam 1.1.2 Hiện trạng sử dụng kính xây dựng nước ta nay: 1.1.3 Quy trình sản xuất kính dán: Chương 2: THIẾT KẾ MÁY GẮP – VẬN CHUYỂN KÍNH 14 2.1 Mục đích thiết kế: 14 C C 2.2 Lựa chọn phương án thiết kế: .14 2.2.1 Phương án 1: .14 2.2.2 Phương án 2: .16 R L T 2.2.3 Phương án 3: .16 Chương 3: TÍNH TỐN THIẾT KẾ CÁC THƠNG SỐ KỸ THUẬT CHÍNH CỦA MÁY 18 3.1 Tính chọn động phân phối tỉ số truyền: 18 3.1.1 Tính chọn động cơ: 18 3.1.2 Phân phối tỷ số truyền: .20 3.2 Thiết kế truyền hộp giảm tốc: 24 3.2.1 Thiết kế truyền cấp chậm: 25 U D 3.2.2 Thiết kế truyền cấp nhanh: 28 3.3 Thiết kế truyền xích: 28 3.4 Thiết kế cấu gắp khớp quay khâu lề: 30 3.5 Thiết kế truyền xích cho cấu ghắp: .33 Chương 4: THIẾT KẾ TRỤC, GỐI ĐỠ TRỤC, NGHIỆM BỀN THEN 35 4.1 Thiết kế trục: 35 4.1.1 Chọn vật liệu: 35 4.1.2 Tính sơ đường kính trục: 35 4.1.3 Tính gần trục: 36 4.1.4 Sơ đồ phác họa hộp giảm tốc: 36 4.2 Tính xác trục: 46 SVTH : Trần Văn Tiến_15C1B Đặng Quang Khánh_15C1B GVHD: PGS.TS Lưu Đức Bình Thiết kế máy gắp vận chuyển kính chế tạo mơ hình thu nhỏ 4.3 Thiết kế gối đỡ trục: .54 4.3.1 Đối với trục 1: 55 4.3.2 4.3.3 4.3.4 Đối với trục 2: 55 Đối với trục 3: 56 Đối với trục 4: 56 4.3.5 Đối với trục chính: 57 4.3.6 Đối với ổ nối giá khâu lề: 57 4.4 Nghiệm bền then: 58 4.4.1 4.4.2 Đối với trục 1: 59 Đối với trục 2: 59 4.4.3 4.4.4 Đối với trục 3: 60 Đối với trục 4: 60 Chương 5: TÍNH TỐN CÁC THƠNG SỐ KỸ THUẬT CHÍNH CỦA CƠ CẤU GIÁ ĐỠ KÍNH 61 5.1 Tính tốn cấu giá trượt: 61 5.1.1 Chọn bánh xe ray: 61 5.1.2 Tải trọng lên bánh xe: 61 C C R L T U D 5.1.3 Động điện: .62 CHƯƠNG 6: THIẾT KẾ BĂNG TẢI 66 6.1 Yêu cầu kĩ thuật: 66 6.2 Các phương án thiết kế: 66 6.2.1 Phương án 1: .66 6.2.2 Phương án 2: 66 6.2.3 Phương án 3: 67 6.2.4 Phương án 4: 67 6.3 Các phương án truyền động: .67 6.3.1 Truyền động đai .67 6.3.2 Truyền động bánh răng: 68 6.3.3 Truyền động xích: 69 6.3.4 Chọn phương án thiết kế: 69 6.3.5 Tính chiều dài dây băng tải: .70 6.3.6 Tính tốn cơng suất động cơ: 71 6.3.7 Tính tốn thông số: 73 6.3.8 Tính tốn truyền đai: 74 6.3.9 Lực vòng: 75 6.3.10 Lực căng nhánh băng tải: 76 SVTH : Trần Văn Tiến_15C1B Đặng Quang Khánh_15C1B GVHD: PGS.TS Lưu Đức Bình Thiết kế máy gắp vận chuyển kính chế tạo mơ hình thu nhỏ 6.3.11 Lực kéo lớn nhất: 76 Chương 7: THIẾT KẾ CƠ CẤU GẮP BẰNG CHÂN KHÔNG 77 7.1 7.2 7.3 Các số liệu ban đầu: 77 Tính tốn lực hút 77 Danh mục phụ tùng thay mơ tả chức 78 7.4 Ưu điểm thiết kế: 79 Chương 8: LẮP ĐẶT, VẬN HÀNH VÀ BẢO DƯỠNG MÁY 81 8.1 Yêu cầu lắp đặt máy: .81 8.2 8.3 Yêu cầu vận hành máy: 81 Yêu cầu bảo dưỡng máy: 81 Chương 9: THIẾT KẾ CHẾ TẠO MƠ HÌNH THU NHỎ .83 9.1 Các thông số kích thước thiết kế mơ hình thu nhỏ: 83 9.2 Sơ đồ mơ hình thu nhỏ: 83 9.3 Mơ hình hệ thống thu nhỏ mạch điều khiển: 84 CHƯƠNG 10: KẾT LUẬN 96 10.1 Kết quả: .96 10.2 Hướng phát triển: 96 C C R L T U D TÀI LIỆU THAM KHẢO 97 SVTH : Trần Văn Tiến_15C1B Đặng Quang Khánh_15C1B GVHD: PGS.TS Lưu Đức Bình Thiết kế máy gắp vận chuyển kính chế tạo mơ hình thu nhỏ Chương 9: THIẾT KẾ CHẾ TẠO MƠ HÌNH THU NHỎ 9.1 Các thơng số kích thước thiết kế mơ hình thu nhỏ: Để phục vụ cho q trình chế tạo máy gắp kính đưa vào thực thực tế, nhóm em sau thiết kế mơ hình máy ghắp kính dữa ngun lý hoạt động kết cấu thực máy với thông số tỷ lệ sau Tỷ lệ thu nhỏ : 10 Kích thước kính mơ 250 x 350 Số lượng giác hút chân không : ( cái) Động gắp: - Công suất : 400 (W) Tốc độ quay : 60 vòng/ phút Động dẫn động bàn trượt: Động bước điều khiển hệ thống vi điều khiển Arduino Nano CH340 tích hợp với đếm cài đặt số lượng sản phầm 9.2 Sơ đồ mơ hình thu nhỏ: C C R L T U D Khung thân máy SVTH : Trần Văn Tiến_15C1B Đặng Quang Khánh_15C1B GVHD: PGS.TS Lưu Đức Bình 83 Thiết kế máy gắp vận chuyển kính chế tạo mơ hình thu nhỏ Ổ đỡ trục Băng tải Con lăn băng tải Giác hút băng tải Trục Khâu lề Xích Động bước 10 11 Giá đỡ kính Trục động 12 Động 9.3 Mơ hình hệ thống thu nhỏ mạch điều khiển: b Mơ hình hệ thống thu nhỏ: C C R L T U D Hình 9-1: hình ảnh chế tạo mơ hình thu nhỏ máy gắp kí SVTH : Trần Văn Tiến_15C1B Đặng Quang Khánh_15C1B GVHD: PGS.TS Lưu Đức Bình 84 Thiết kế máy gắp vận chuyển kính chế tạo mơ hình thu nhỏ C C R L T Hình ảnh 9-2: Hình ảnh chế tạo mơ hình máy gắp kính U D Hình ảnh 9-3: Hình ảnh chế tạo mơ hình thu nhỏ máy gắp kính khâu lề c Mạch điều khiển hệ thống: SVTH : Trần Văn Tiến_15C1B Đặng Quang Khánh_15C1B GVHD: PGS.TS Lưu Đức Bình 85 Thiết kế máy gắp vận chuyển kính chế tạo mơ hình thu nhỏ Hình 9-4: Mạch điều khiển Mạch Arduino Nano CH340 có kích thước nhỏ gọn, có thiết kế chuẩn chân giao tiếp tương đương với Arduino Nano hãng, nhiên mạch sử dụng chip nạp chương trình giao tiếp UART CH340 giá rẻ để tiết kiệm chi phí Arduino Nano phiên nhỏ gọn Arduino Uno R3 sử dụng MCU C C R L T ATmega328P-AU dán, MCU nên tính hay chương trình chạy Arduino Uno sử dụng Arduino Nano, ưu điểm Arduino Nano sử dụng phiên IC dán nên có thêm chân Analog A6, A7 so với Arduino Uno U D Thông số kỹ thuật:  Thiết kế theo chuẩn chân, kích thước Arduino Nano hãng               IC chính: ATmega328P-AU IC nạp giao tiếp UART: CH340 Điện áp cấp: 5VDC cổng USB 6-9VDC chân Raw Mức điện áp giao tiếp GPIO: TTL 5VDC Dòng GPIO: 40mA Số chân Digital: 14 chân, có chân PWM Số chân Analog: chân (hơn Arduino Uno chân) Flash Memory: 32KB (2KB Bootloader) SRAM: 2KB EEPROM: 1KB Clock Speed: 16Mhz Tích hợp Led báo nguồn, led chân D13, LED RX, TX Tích hợp IC chuyển điện áp 5V LM1117 Kích thước: 18.542 x 43.18mm SVTH : Trần Văn Tiến_15C1B Đặng Quang Khánh_15C1B GVHD: PGS.TS Lưu Đức Bình 86 Thiết kế máy gắp vận chuyển kính chế tạo mơ hình thu nhỏ Driver giao tiếp máy tính CH340 C C R L T U D Hình 9-5: Driver giao tiếp máy tính CH340 Hình 9-6: mạch đếm số lượng sản phẩm Mạch đếm số lượng sản phầm Lập trình code cho hệ thống: CODE SVTH : Trần Văn Tiến_15C1B Đặng Quang Khánh_15C1B GVHD: PGS.TS Lưu Đức Bình 87 Thiết kế máy gắp vận chuyển kính chế tạo mơ hình thu nhỏ //khai bao led doan #define latchpin1 12 #define clockpin1 13 #define datapin1 11 #define latchpin2 #define clockpin2 10 #define datapin2 #define latchpin3 #define clockpin3 #define datapin3 #define enablepin #define dirpin #define steppin C C const byte led7[11] = { R L T 0b0111111,//0 0b0000110,//1 0b1011011,//2 0b1001111,//3 0b1100110,//4 U D 0b1101101,//5 0b1111101,//6 0b0000111,//7 0b1111111,//8 0b1101111,//9 0b0000000,// 10 khong hien thi }; const int nutnhan1 = A2; const int nutnhan2 = A1; const int cbhongngoai = A6; #define relay1 A3 #define relay2 A4 #define loa A5 SVTH : Trần Văn Tiến_15C1B Đặng Quang Khánh_15C1B GVHD: PGS.TS Lưu Đức Bình 88 Thiết kế máy gắp vận chuyển kính chế tạo mơ hình thu nhỏ #define nutnhan3 A7 int bienhongngoai; int solan1; int solan2; int dem2; int hongngoai; int dem1; int hongngoai1=1023; int reset_step=0, sobuoc_step, bienkiemtrastep; unsigned char tram, chuc, donvi; // CODE THEM VAO void step_motor() { C C sobuoc_step=150;// THAY DOI GOC QUAY STEP: BUOC = 1.8 DO digitalWrite(enablepin, LOW); digitalWrite(dirpin, LOW);// SET R L T U D CHIEU QUAY for (int i=1; i