• Chất liệu: Thép CT3
- Thành phần hoá học và cơ tính của thép CT3: • C: chiếm 0.14 %÷0.22%
• Mn: chiếm 0.4%÷0.65% • Si: chiếm 0.12%÷0.3% • S: không quá 0.055%
27 • P: không quá 0.05%
• Cơ tính: δb = 410÷430 MN/m2 • Thông số hình học của phễu:
- Góc nâng của máng: 1,5⁰ - Bước xoắn của máng: 33mm - Chiều rộng cánh xoắn: 20mm - Đường kính 300mm
- Chiều cao 110mm
• Khối lượng của tất cả chi tiết được chất lên phễu: 5 (kg)
Ảnh 3. 1 Phễu nguyên liệu
3.3.2 Đế rung
- Kích thước: 300 x 300 cm. - Vật liệu: Thép CT3
- Đế rung dòng TC-T - Sử dụng nam châm điện
28
Ảnh 3. 2 Đế rung
3.3.3 Máng dẫn phôi
- Loại: máng trượt - Chất liệu: thép carbon
- Để phôi di chuyển trong máng không bị kẹt: 2 2 2 2 min 1 L D D H + + + Trong đó: • D: Đường kính phôi (D = 40mm) • L: Chiều dài phôi (L = 17mm)
• μ: hệ số ma sát (μ=0,3 vì máng làm bằng thép)
29 2 2 2 2 17 40 17 0,5 40,9 1 0.3 H + = + = + => Chọn H = 30mm => Kích thước: 150 x 50 x 30mm Ảnh 3. 3 Máng dẫn phôi
3.3.4 Thiết bị xử lí trung tâm
Hệ thống bao gồm các thiết bị phức tạp với bộ xử lí chính sử dụng PLC S7-300 CPU 1212C
30
Ảnh 3. 4 PLC S7-300
- Thông số cơ bản:
• Nhãn hiệu: Siemens AG
• Điện áp hoạt động: DC20,4-28,8V DC
• I/0 tích hợp cục bộ: 8 ngõ vào / 6 ngõ ra, 2 ngõ analog • Bộ nhớ bit (M): 4096 byte • Bộ đếm tốc độ cao: 04 • Tốc độ thực thi tính toán thực: 18 μs/lệnh • Tốc độ thực thi Boolean: 0,1 μs/lệnh • Kích thước: 90 x 100 x 75 mm - Ưu điểm:
• Là hàng thương hiệu Siemens của Đức có uy tín và chất lượng tốt nên khi lắp tủ sẽ tạo sự yên tâm cho người sử dụng.
• Độ bền và hoạt động với độ tin cậy rất cao nên thuận tiện cho việc sử dụng trong những máy móc hoạt động liên tục 24/7.
• Có kích thước nhỏ gọn, kèm khả năng mở rộng với nhiều module chức năng khác nhau. Có thể gắn signal board mở rộng trên CPU. • Tích hợp sẵn cổng ehternet để kết nối với ngoại vi bằng chuẩn truyền thông mạng RJ45. Có thể dùng cổng này để lập trình download/upload luôn.
31
- Nhược điểm:
• Giá thành của cpu và module mở rộng cao. • CPU thường tích hợp ít in/out.
• Phần mềm lập trình tương đối nặng nên cần máy tính cấu hình trung bình trở lên mới chạy mượt được.
3.3.5 Nam châm điện
Tính toán dẫn động bằng nam châm điện xoay chiều, có tần số là 50 (Hz) tương ứng với 3000(dao động /phút). Lực kích động ban đầu là H = 320 (N). Lực kéo của nam châm điện P0 = 320 (N). Hiệu điện thế U=220 (V). Cảm ứng điện từ B=10000 Gaus(1 Gaus = 10- 4Tecla). Vật liệu của phần cảm là thép.
Ảnh 3. 5 Nam châm điện
3.3.6 Màn hình AMOLED
- Kích thước lựa chọn: 12 inch
- Chức năng: Hiển thị hình ảnh làm việc, chế độ làm việc thông số hoạt động, phản hồi cảnh báo
- Ưu điểm:
• Có thể điều khiển chiếu sáng trực tiếp, theo pixel. • Tỷ lệ tương phản của màn hình lớn hơn
• Tiêu tốn ít năng lượng • Góc nhìn cũng rộng
- Nhược điểm: • Chi phí cao
• Tuổi thọ của màn hình ngắn
• Hiệu suất bị suy giảm theo thời gian
• Chức năng: hiển thị hình ảnh, thông số, chế độ làm việc, điều khiển hoạt động của hệ thống.
32
Ảnh 3. 6 Hệ thống giám sát, hiển thị
❖ Ta có bảng thông số tính toán thiết kế :
Chức năng Hàm mang Nét đặc trưng
Chứa phôi Phễu nguyên liệu Chất liệu: Thép CT3 Cơ tính: δb = 410 ÷ 430 MN/m2 Thông số hình học của phễu: + Góc nâng của máng: 1,5⁰
+ Bước xoắn của máng: 33mm
+ Chiều rộng cánh xoắn: 20mm
+ Đường kính 300mm + Chiều cao 110mm Khối lượng :5 (kg)
Tạo rung dẫn phôi Đế rung - Kích thước: 300 x 300 cm.
33 - Đế rung dòng TC-T
- Sử dụng nam châm điện Dẫn hướng cho phôi di
chuyển đúng quỹ đạo mong muốn
Máng dẫn phôi Kích thước: 150 x 50 x 30mm
Xử lí dữ liệu Thiết bị xử lí trung tâm PLC S7-300 CPU 1212C Tạo rung để phôi di
chuyển vào máng dẫn
Nam châm điện Tần số là 50 (Hz) Cảm ứng điện từ B = 10000G
Hiệu điện thế U=220 (V) Lực kích động ban đầu là H = 320 (N)
Lực kéo của nam châm điện P0 = 320 (N).
Hiển thị thông tin, chế độ làm việc , cảnh báo
Màn hình AMOLED Kích thước lựa chọn: 12inch
34
3.4 Lựa chọn layout sơ bộ phù hợp
35
3.5 Một số lỗi điều hành có thể xảy xa
STT Lỗi vận hành có thể có Biện pháp khắc phục 1 Phôi ra không đều hoặc bị kẹt
ở miệng đáy phễu nguyên liệu
Thêm cơ cấu chặn bằng thanh chắn, điều khiển bộ phận rung hoạt động công suất lớn hơn
2 Bộ phân rung hoạt động kể cả khi không có nguyên liệu
Sử dụng cảm biến xác định có nguyên liệu trong phễu và đã mở thanh chắn phễu
3 Cảm biến có thể bị giảm hiệu quả làm việc do quá trình vận chuyển và lắp đặt
Gắn các kí hiệu cảnh báo cho bên vận chuyển; đính kèm như máy sách hướng dẫn sử dụng và lắp đặt
Bảng 3. 3 Một số lỗi có thể xảy ra và cách khắc phục
3.6 Thiết kế chi tiết 3.6.1 Bản vẽ tổng thể 3.6.1 Bản vẽ tổng thể
36
3.6.2 Chân đế
37
3.6.3 Giảm chấn
Ảnh 3. 10 Bản vẽ chi tiết giảm chấn
3.6.4 Lò lo lá
38
3.6.5 Nam châm điện
Ảnh 3. 12 Bản vẽ chi tiết nam châm điện
3.6.6 Phễu
39
3.6.7 Bản vẽ lắp ráp
40
3.6.8 Tổng quan mô hình
41
TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1]. Machett, the controlled evolution of engineering design, london: in stitution of engineering design, 1963.
[2]. Matousek, engineering designa systematic approach, blacki, london: a systematic approach, 1963.
[3]. B. M. C. Đ. Tử, đề cương bài giảng môn thiết kế hệ thống cơ điện tử, đhcnhn.
[4]. R. H. Bishop, the mechatronics handbook cơ điện tử, nxb đại học quốc gia hà nội, 2007.