75 O l2 45 p Fxl2 G2
Hình 3.9: Mô tả lực phân bố lên cửa tinh
Trong đó: + Ta qui tải trọng do gạo phân bố đều trên cửa rót là tải trọng tập trung P có điểm đặt lực tại l2.
+ G2 là lực do khối lượng tay đòn gây ra, G2 = 1kg. + Fxl2 là lực của xylanh.
Phễu chứa được tối đa là 20kg. Do gạo phân bố không đều trên cửa rót, nên ta giả sử lực do khối lượng gạo tạo ra là tải trọng tập trung, cửa thô chiếm 3/4 nên P = 15kg và cửa tinh chiếm 1/4 nên P = 5kg.
Ở trạng thái đóng cửa, cửa thô nghiêng 1 góc 450 so với phương ngang.
Ta thấy, vấn đề điều chỉnh lưu lượng gạo qua cửa khe rót phụ thuộc vào thời gian mở cửa và góc quay của cửa. Góc quay ở cửa càng lớn thì hành trình của pittong càng tăng. Giả sử cửa rót quay quanh O một góc a.
Chọn chiều dài hành trình của pittong là x = 2,5 (cm).
Khi đó, góc quay tối đa của cửa thô sẽ là: a = arcos(x/l1). Chọn l1 = 5 (cm). Ta có:a = arcos(2,5/5) = 300.
Phương trình momen tại điểm O khi cân bằng (bỏ qua các phản lực tại các gối đỡ):
Khi đó, lực do xy lanh phải tạo ra một lực tối thiểu để cửa đóng là:
Chọn xylanh do AIRTAC sản xuất loại MA-U-XX-200LB có các thông số sau:
p Fxl2 Floadcell O Loadcell l2 M
+ Xylanh có đường kính pittong là d. + Áp suất lớn nhất: pmax = 9 (kg/cm2).
+ Áp suất nhỏ nhất: pmin = 2 (kg/cm2).
+ Chiều dài hành trình: x = 2,5 (cm).
Hình 3.10: Phân tích lực trên xy lanh 2
Để đẩy được cơ cấu trên, xy lanh phải tạo ra được một lực nhỏ nhất là: Fmin = Fxl = 4 (kg).
Chọn nguồn khí nén cung cấp có xy lanh có áp suất p = 4 (kg/cm2).
Khi đó, ta có: Fmin = p.π.d2/4 = 4
hay 4π×d2/4 = 4 => d = 1,12(cm).
Chọn xy lanh có đường kính d = 2(cm), khi đó xy lanh sẽ tạo ra một lực F bằng:
F = 4.π.d2/4 = 4×π×22/4 = 12,56 (kg)
Ta thấy F > Fmin = 4(kg), nên cửa được đóng kín.
Khi ta cần mở cửa, điều khiển pittong chuyển động lùi về. Thời gian một hành trình của pittong: t = 1s.
Vận tốc đẩy trung bình của pittong: v = x/t= 0,2/1 = 0,2 (m/s) Công suất của xy lanh được xác định theo công thức:
( η là hiệu suất của xy lanh ).
3.3 Thiết kế cơ cấu định lượng
3.3.1 Các phương pháp bố trí cân định lượng (Loadcell)a. Phương pháp đòn bẩy a. Phương pháp đòn bẩy
Hình 3.11: Phương pháp đòn bẩy M là đối trọng cần xác định khối lượng.
Floadcell (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
PM M
M.g.( l1 + l2) – Floadcell .l2 = 0
Nghĩa là khi có đối trọng, sẽ tạo ra một momen quay quanh điểm O, xem như hệ thanh là lý tưởng (bỏ qua khối lượng và thanh không bị uốn), lúc này sẽ sinh ra một lực trên loadcell để cân bằng với momen mà đối trọng tạo ra, ta xác định được lực tác động vào loadcell, khi đó ta sẽ xác định được khối lượng của đối trọng. * Ưu điểm:
- Kết cấu cơ khí đơn giản, dễ chế tạo.
- Chỉ sử dụng một loadcell.
- Phù hợp với việc định lượng các vật dạng khối.
* Nhược điểm:
- Sai số lớn. - Giảm tuổi thọ của loadcell do lực tác động lên loadcell phân bố không đều.