2.3.1. Phương án 1:
Hình 2.12. Sơ đồ nguyên lý phương án 1.
1 – Thùng giấy 9 – Con lăn 17 – Khâu 17 2 – Thanh gấp 10 – Dây băng keo 18 – Con lăn dán băng keo 3 – Tấm gấp 11 – Cuộn băng keo 19 – Băng tải
4 – Con lăn dán băng keo 12 – Con lăn 20 – Con lăn băng tải 5 – Thanh gấp 13 – Dao cắt băng keo 21 – Bộ truyền xích 6 – xylanh 14 –Khâu 14 22 – Khớp nối
7 – Lò xo kéo 15 – Khâu 15 23– Động cơ 8 – Khâu 8 16 – Lò xo kéo
SVTH: LƯƠNG MẠNH HÙNG - HUỲNH THANH PHỤNG - LÝ XUÂN HẠ Page 29
2.3.1.1. Nguyên lý hoạt động:
- Băng tải (19) gồm 2 băng tải đặt song song với nhau, cách một khoảng cho trước và chuyển động nhờ động cơ (23) qua khớp nối (22) đến bộ truyền xích (21).
- Dây băng keo (10) được kéo ra từ cuộn băng keo (11) vòng qua các con lăn (9),(12) có tác dụng làm căng băng keo và đến vị trí con lăn dán băng keo (4).
- Thùng giấy (1) được băng tải (19) đưa vào cụm dán băng keo trên để tiến hành dán. Khi thùng giấy di chuyển đến vị trí xylanh (6) tác động tới thanh gấp (2) gấp mặt sau , tấm gấp (3) gấp mặt trước và thanh gấp (5) gấp 2 mặt bên thùng giấy tiếp tục di chuyển đến con lăn dán băng keo (4), tác động làm cho con lăn dán băng keo (4) được đẩy lên, đồng thời khâu (8) được nâng lên, tác động qua khâu (15) rồi đến khâu (17) làm con lăn dán băng keo (18) được nâng lên. Dây băng keo bắt đầu được dán khi thùng giấy chạm vào con lăn dán băng keo (4). Thùng giấy di chuyển gần tới vị trí dao cắt (13) thì tác động vào khâu (14) làm dao cắt được nâng lên. Khi thùng di chuyển ra khỏi khâu (14) không còn tác động vào khâu này thì khâu này được hạ xuống nhờ lò xo kéo (7). Do dao cắt băng keo (13) được gắn trên khâu (14) nên khi khâu này hạ xuống thì dao cắt (13) cũng được hạ xuống và cắt dây băng keo. Quá trình dán băng keo lên thùng giấy được kết thúc khi thùng di chuyển ra khỏi con lăn dán băng keo (18), khi đó các con lăn (4), (18) đồng thời hạ xuống nhờ lò xo kéo (16). Con lăn dán băng keo (18) có tác dụng ép chặt lại dây băng keo lên thùng giấy. Thùng đầu tiên được dán xong thì thùng thứ hai được đưa vào và quá trình cứ diễn ra liên tục.
- Để phù hợp với chiều rộng của thùng giấy, ta điều chỉnh khoảng cách giữa hai thang dẫn hướng đặt phía trên băng tải (19).
2.3.1.2. Ưu điểm:
- Năng suất cao. - Kết cấu đơn giản.
- Thực hiện dán băng keo mặt trên của thùng. - Dễ dàng và nhanh chóng thay đổi kích thước. - Lắp ráp và vận hành đơn giản.
2.3.1.3. Nhược điểm:
- Mặt trên của thùng không được nén chặt.
- Không thực hiện được đối với thùng có chiều rộng quá nhỏ. - Nhiều bọng khí.
SVTH: LƯƠNG MẠNH HÙNG - HUỲNH THANH PHỤNG - LÝ XUÂN HẠ Page 30
2.3.2. Phương án 2:
Hình 2.13. Sơ đồ nguyên lý phương án 2.
24 – Băng tải 25 – Khớp nối 26 – Động cơ
2.3.2.1. Nguyên lý hoạt động:
- Cơ cấu dán băng keo và quá trình dán tương tự phương án 1 nhưng khác ở chỗ là thùng giấy được vận chuyển nhờ hai băng tải (24) riêng biệt, mỗi băng tải này chuyển động nhờ một động cơ (26) qua khớp nối (25) .Hai băng tải riêng biệt này áp sát hai mặt bên của thùng giấy và di chuyển lôi thùng đi.
SVTH: LƯƠNG MẠNH HÙNG - HUỲNH THANH PHỤNG - LÝ XUÂN HẠ Page 31
2.3.2.2. Ưu điểm:
- Năng suất sao.
- Thực hiện dán băng keo mặt trên của thùng.
- Dễ dàng và nhanh chóng thay đổi kích thước của thùng. - Lắp ráp vận hành đơn giản.
- Thực hiện được với thùng có chiều rộng nhỏ.
2.3.2.3. Nhược điểm:
- Kết cấu phức tạp. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
- Thùng di chuyển không đồng bộ, đường keo dán không phẳng.
- Có hiện tượng trượt giữa băng tải và hai mặt bên của thùng, làm thùng bị trầy xước, giảm tuổi thọ băng tải.
- Mặt trên của thùng không được nén chặt. - Nhiều bọng khí.
SVTH: LƯƠNG MẠNH HÙNG - HUỲNH THANH PHỤNG - LÝ XUÂN HẠ Page 32
2.3.3. Phương án 3:
Hình 2.14. Sơ đồ nguyên lý phương án 3.
24 – Băng tải 26 – Khớp nối 27 – Động cơ 25 – Bộ truyền xích
2.3.3.1. Nguyên 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 rộng của thùng giấy tương tự phương án 1.
- Khác với phương án 1 là có thêm băng tải (24) lắp tại vị trí cụm dán băng keo trên, có tác dụng là nén chặt và hỗ trợ di chuyển thùng giấy. Băng tải (24) bao gồm hai băng tải đặt song song với nhau và cách nhau một khoảng cho trước để lắp cụm dán băng keo trên, cùng chuyển động nhờ một động cơ (27) qua khớp nối (26) đến bộ truyền xích (25).
SVTH: LƯƠNG MẠNH HÙNG - HUỲNH THANH PHỤNG - LÝ XUÂN HẠ Page 33
2.3.3.2. Ưu điểm:
- Năng suất cao. - Kết cấu đơn giản.
- Thực hiện dán băng keo mặt trên của thùng.
- Dễ dàng và nhanh chóng thay đổi kích thước của thùng. - Lắp ráp 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.
2.3.3.3. Nhược điểm:
SVTH: LƯƠNG MẠNH HÙNG - HUỲNH THANH PHỤNG - LÝ XUÂN HẠ Page 34
2.3.4. Phương án 4:
Hình 2.15. Sơ đồ nguyên lý phương án 4. 24 – Băng tải 26 – Khớp nối
25 – Bộ truyền xích 27 – Động cơ
2.3.4.1. Nguyên lý hoạt động:
- Cơ cấu dán băng keo và quá trình dán tương tự phương án 2.
- Việc điều chỉnh máy sao cho phù hợp với chiều rộng của thùng giấy tương tự phương án 2.
- Khác với phương án 2 là có thêm băng tải (24) lắp tại vị trí cụm dán băng keo trên, có tác dụng là nén chặt và hỗ trợ di chuyển thùng giấy.
2.3.4.2. Ưu điểm:
- Năng suất cao.
- Thực hiện dán băng keo mặt trên của thùng. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
- Dễ dàng và nhanh chóng thay đổi kích thước của thùng. - Lắp ráp vận hành đơn giản.
SVTH: LƯƠNG MẠNH HÙNG - HUỲNH THANH PHỤNG - LÝ XUÂN HẠ Page 35
- Mặt trên của thùng được nén chặt.
- Thùng di chuyển tương đối ổn định, nhẹ nhàng, ít bọng khí.
2.3.4.3. Nhược điểm:
- Kết cấu phức tạp.
- Thùng di chuyển không đồng bộ.
- Có hiện tượng trượt giữa băng tải và hai mặt bên của thùng, làm thùng bị trầy xước, giảm tuổi thọ băng tải.
2.3.5. Chọn phương án thiết kế:
Theo yêu cầu thiết kế và các ưu nhược điểm của từng phương án, ta thấy phương án 2 là phù hợp nhất với yêu cầu thiết kế. Do đó, ta chọn: phương án 2.
SVTH: LƯƠNG MẠNH HÙNG - HUỲNH THANH PHỤNG - LÝ XUÂN HẠ Page 36
2.4. CHỌN ĐỘNG CƠ, TÍNH TOÁN ĐỘNG HỌC: 2.4.1. Chọn động cơ:
2.4.1.1.Lựa chọn các thông số cơ bản:
- Thời gian vận chuyển một thùng: t = 3600
𝑍 =3600
720 = 5 (giây) (2.82[II]) Trong đó: Z là năng suất giờ của đường dây chuyền
- Chọn khoảng cách giữa 2 thùng liên tiếp là a = 300 (mm) - Vận tốc của băng tải:
v = 𝑎
𝑡.𝑖 =0,3
5.1 = 0,06(m/s) (2.81[II]) Trong đó:
a: Bước giữa đường tâm các bộ phận làm việc hay chiều dài của một chổ làm việc.
i: Số sản phẩm trong một bộ phận làm việc. - Năng suất khối lượng tính toán lớn nhất:
Q = 𝐺.𝑍
1000=10.720
1000 = 7,2 (T/giờ)
Trong đó: G là tải trọng tác động lên một băng tải: G=20
2 = 10(𝑘𝑔)
- Khoảng cách giữa các con lăn lấy cho nhánh có tải lct = 0,1(m), cho nhánh không tải là lkt = 0,2(m).
- Trọng lượng thùng có ích trên 1 mét dài của băng: Qvl =𝐺
𝑎 = 10 (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
0,3 = 33(kg/m) (2.9[II]) - Chọn dây băng loại 3 vải bạt B820
- Khối lượng dây băng vải cao su trên một đơn vị chiều dài:
qb = 1,1.B.(1,25.i + δl + δ2 ) = 1,1.0,1.(1,25.1 + 2,5 +1)=0,52 (kg/m) (3.2[II]) Trong đó:
SVTH: LƯƠNG MẠNH HÙNG - HUỲNH THANH PHỤNG - LÝ XUÂN HẠ Page 37
i = 1 : số lớp màng cốt trong dây băng.
δl = 2,5 mm : chiều dày lớp bọc cao su ở mặt làm việc. (bảng 3.5[II])
δ2 = 1,5 mm : chiều dày lớp bọc cao su ở mặt không làm việc. (bảng 3.5[II]) Hệ số cản: = 0,022 (bảng 4.4[II])
2.4.1.2.Xác định lực cản chuyển động kéo và căng băng:
- Trọng lượng con lăn trên một mét dài: + Nhánh có tải: qclc = 2,1(kg/m) + Nhánh không tải: qclk= 0,63(kg/m)
- Ta chia chu tuyến băng thành 4 đoạn riêng biệt tính từ điểm 1 tới điểm 4, mỗi đoạn có các dạng lực cản khác nhau.
- Tại điểm 1 có lực căng tại nhánh ra của tang động
S1 = Sra
- Lực cản trên đoạn 1-2: (2.33[II])
W1-2 = (qb + qclk).L1-2. = (0,52 + 0,63).1,5.0,022 = 0,04(kg) - Lực kéo căng tại điểm 2: (2.51[II])
S2 = S1 + W1-2 = S1 + 0,04 - Lực kéo tại đoạn 2-3: (2.45[II])
W2-3 = 0,07S2 = 0,07 S1 + 0,003 - Lực kéo tại điểm 3:
SVTH: LƯƠNG MẠNH HÙNG - HUỲNH THANH PHỤNG - LÝ XUÂN HẠ Page 38
- Lực cản trên đoạn 3-4: (2.32[II])
W3-4 = [0,5(qb + qvl) + qclc]L3-4. + 0,5(qb + qvl)L3-4. = [0,5(0,52 + 33) + 2,1].1,5.0,022 + 0,5(0,52 + 33).1,5.0,4 =10,67(kg) - Lực căng tại 4: S4 = S3 + W3-4 = 1,07S1 + 10,67 - Xác định S1: Svao = S4 = Sra.eα = S1.eα Với: α = 1800, = 0,4 eα = 3,51 Ta có: 1,07S1 + 10,67 = 3,51.S1 Suy ra: S1 = 4,37(kg) S2 = S1 + 0,04 = 4,41(kg) S3 = 1,07S1 + 0,043 =4,72(kg) S4 = 1,07S1 + 10,67 = 15,35(kg) Smax
2.4.1.2.Kiểm tra độ bền , độ võng và xác định lực kéo của băng:
- Kiểm tra độ bền của băng: Số lớp vải của băng: i≥ Smax .K𝐵.𝑘𝑑 = 15,35.9
100.55 = 0,025 (3.3[II]) Trong đó:
+ Smax: Lực căng tính toán lớn nhất của băng. + K: Hệ số dự trữ bền kéo của băng. (bảng 3.6[II])
+ Kd: Giới hạn bền chống đứt trên cơ sở 1cm của một lớp đệm. ( Kd = 55(kg/cm) đối với vải bạc mác B-820)
Vậy i = 3 > 0,025 - Kiểm tra độ võng:
SVTH: LƯƠNG MẠNH HÙNG - HUỲNH THANH PHỤNG - LÝ XUÂN HẠ Page 39 [] = (0,025÷0,03).lkt = 0,005÷0,006 (với lkt = 0,2m) + Độ võng: = qb.lkt2 8.Smin = 0,52.0,22 8.4,37 = 0,0006 < [] - Xác định lực kéo: + Lực cản ở tang dẫn động: (2.44[II]) Wdd = 0,03(Svao + Sra) = 0,03(4,37 + 15,35) = 0,59(kg) + Lực kéo: (2.53[II]) WT = S4 – S1 + Wdd = 15,35 – 4,37 + 0,59 = 11,57(kg) 2.4.1.3.Chọn động cơ điện: - Tính bộ dẫn động: Chọn đường kính tang: Dtg = 80 (mm) - Số vòng quay của tang trong một phút:
𝑛𝑡𝑔 = 60.𝑣
𝐾.𝜋.𝐷 = 60.0,06
0,98.𝜋.0,08= 14,62(vòng/phút) (3.10[II]) Trong đó:
+ 𝑣 – vận tốc băng tải, (m/s) (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
+ D – đường kính của tang (hoặc puly), (m) + K – hệ số trượt K = 0,98 ÷ 0,99.
- Công suất cần thiết của động cơ:
Từ động cơ thông qua hộp giảm tốc khai triển hai cấp nối với khớp nối kéo một trục, trên trục đó có gắn hai tang chủ động của hai băng tải, do đó:
𝑁 =2.𝑊𝑡.𝑣
102.𝜂 (2.54[II]) Trong đó:
+ η = ηk. η2br. η 3ol = 0,95.0,972.0,993=0,87 + Wt : Lực kéo
SVTH: LƯƠNG MẠNH HÙNG - HUỲNH THANH PHỤNG - LÝ XUÂN HẠ Page 40
+ 𝑣 – vận tốc băng tải, (m/s)
+ 𝑁 = 2.11,57.0,06
102.0,87 = 0,02 (kW)
- Chọn tỷ số truyền chung của hệ dẫn động (sơ bộ): ut = uh .un= 20.1=20
Ở đây chọn sơ bộ tỉ số truyền của hộp giảm tốc bánh răng trụ 2 cấp : uh = 20, và do hệ dẫn động không có bộ truyền ngoài nên un=1.
𝑛𝑠𝑏 = 𝑛𝑡𝑔. 𝑛𝑡 = 14,62.20 = 292,4(𝑣ò𝑛𝑔
𝑝ℎú𝑡)
- Chọn số vòng quay đồng bộ của động cơ nđb= 750(vòng/phút)
Theo catalogue của hãng WATT , ta chọn động cơ hộp giảm tốc có kí hiệu 64N8
Kiểu động cơ Công suất (kw) Vận tốc quay (vg/ph) η % Cos m(kg) 64N8 0,04 630 31 0,62 4 2.4.2. Tính toán động học :
2.4.2.1. Phân phối tỉ số truyền:
- Tỉ số truyền hệ dẫn động: 𝑢𝑡 =𝑛đ𝑐
𝑛𝑙𝑣 (3.23[I]) + Trong đó:
𝑛đ𝑐 : là số vòng quay của động cơ đã chọn , vòng/phút 𝑛𝑙𝑣: là số vòng quay của trục máy công tác, vòng/phút
- Phân tỉ số truyền của hệ dẫn động :
𝑢𝑡 = 𝑢ℎ. 𝑢𝑛 = u1.u2.un (3.24[I]) + Trong đó:
SVTH: LƯƠNG MẠNH HÙNG - HUỲNH THANH PHỤNG - LÝ XUÂN HẠ Page 41
𝑢𝑛: tỉ số truyền của bộ truyền ngoài.
Do hệ dẫn động không có bộ truyền ngoài nên un=1. 𝑢𝑡 = 𝑢ℎ = 630
14,62 = 43,09 <=> 𝑢1. 𝑢2 = 43,09
+ Trong đó:
u1 – tỉ số truyền của bộ truyền cấp nhanh u2 – tỉ số truyền của bộ truyền cấp chậm
- Tỉ số truyền của hộp có thể phân theo chỉ tiêu tiết diện ngang của hộp nhỏ nhất. Khi này tỉ số truyền của bộ truyền cấp nhanh được tính theo công thức: (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
u1 = 0,7332.uh0,6438= 0,7332.43,090,6438 =8,27 (3.12[I]) => u2 = 𝑢ℎ
𝑢1 =43,09
8,27 = 5,21
2.4.2.2. Xác định công suất, mômen, số vòng quay trên các trục:
- Công suất trên các trục:
Pt Pct (kw) (2.8[I]) 𝑃3 = 𝑃𝑙𝑣 ɳ𝑜𝑙ɳ𝑘 = 0,02 0,99.0,95= 0,0213(𝑘𝑤) 𝑃2 = 𝑃3 ɳ𝑜𝑙ɳ𝑏𝑟= 0,0213 0,99.0,97 = 0,0222(𝑘𝑤) 𝑃1 = 𝑃2 ɳ𝑜𝑙ɳ𝑏𝑟 = 0,0222 0,99.0,97= 0,0231(𝑘𝑤) - Số vòng quay của các trục : 𝑛1 = 𝑛đ𝑐 = 630 (vòng/phút) 𝑛2 =𝑛1 𝑢1= 630 8,27 = 76,18 (vòng/phút) 𝑛3 =𝑛2 𝑢2=76,18 5,21 = 14,62 (vòng/phút) - Tính momen xoắn trên các trục:
𝑇đ𝑐 = 9,55. 106.𝑃đ𝑐
𝑛đ𝑐 = 9,55. 10
6.0,04
SVTH: LƯƠNG MẠNH HÙNG - HUỲNH THANH PHỤNG - LÝ XUÂN HẠ Page 42 𝑇1 = 9,55. 106.𝑃1 𝑛1 = 9,55. 106.0,0231 630 = 350(𝑁𝑚𝑚) 𝑇2 = 9,55. 106.𝑃2 𝑛2 = 9,55. 106.0,0222 76,18 = 2783,01(𝑁𝑚𝑚) 𝑇3 = 9,55. 106.𝑃3 𝑛3 = 9,55. 106.0,0213 14,62 = 13913,47(𝑁𝑚𝑚) * BẢNG THÔNG SỐ ĐỘNG HỌC: ĐỘNG CƠ I II III u(tỉ số truyền) u1=8,27 u2=5,21 P:công suất(W) 40 23,1 22,2 21,3 n:số vòng quay (v/p) 630 630 76,18 14,62 T:momen xoắn (Nmm) 606,35 350 2783,01 13913,47
SVTH: LƯƠNG MẠNH HÙNG - HUỲNH THANH PHỤNG - LÝ XUÂN HẠ Page 43
2.4.3. Thiết kế cơ cấu dán:
2.4.4.1. Sơ đồ nguyên lý cơ cấu dán:
Hình 2.16. Sơ đồ nguyên lý.
1. Thùng giấy 5. Cuộn băng keo 9. Con lăn dán băng keo 2. Lò xo kéo 6. Khâu 6 10. Dao cắt
3. Khâu 3 7. Lò xo kéo 11. Khâu 11
4. Con lăn 8. Khâu 8 12. Con lăn dán băng keo * Sơ đồ nguyên lý:
Thùng giấy (1) di chuyển đến con lăn dán băng keo (12), tác động làm cho con lăn dán băng keo (12) được đẩy lên, đồng thời khâu (3) được nâng lên, tác động qua khâu (6) rồi đến khâu (8) làm con lăn dán băng keo (9) được nâng lên. Dây băng keo bắt đầu được dán khi thùng giấy chạm vào con lăn dán băng keo (12). Thùng giấy di chuyển gần tới vị trí dao cắt (10) thì tác động vào khâu (11) làm dao cắt được nâng lên. Khi thùng di chuyển ra khỏi khâu (11) không còn tác động vào khâu này thì được hạ xuống nhờ lò xo kéo (2). Do dao cắt băng keo (10) được gắn trên khâu (11) nên khi khâu này hạ xuống thì dao cắt (10) cũng hạ xuống và cắt dây băng keo. Quá trình dán băng keo lên thùng giấy được kết thúc khi thùng di chuyển khỏi con lăn dán băng keo (9), khi đó các con lăn (12), (9) đồng thời hạ xuống nhờ lò xo kéo (7). Con lăn dán băng keo (9) có tác dụng ép chặt lại dây băng keo lên thùng giấy.
SVTH: LƯƠNG MẠNH HÙNG - HUỲNH THANH PHỤNG - LÝ XUÂN HẠ Page 44
2.4.4.2. Xét khâu (3) và con lăn dán băng keo (12):
Hình 2.17. Khâu (3) và con lăn dán băng keo (12).
- Các kích thước ban đầu: AB = 50 mm BO1 = 90 mm AO1 = 137 mm 𝑂𝐴𝐵̂ = 16o 𝑅𝑐𝑙 =𝐷𝑐𝑙 2 =40 2 = 40 mm
Trong đó : Rcl và Dcl lần lượt là bán kính và đường kính của con lăn dán băng keo.
- Để tạo được mép dán có chiều dài 70mm thì khoảng cách từ tâm con lăn dán keo (12) đến mặt trên của thùng h =70mm.
- Khi thùng đi vào cơ cấu dán sẽ nâng khâu (3) sẽ quay một góc quanh tâm A và nâng lên một đoạn bằng: h + Rcl = 70 + 20 = 90mm.