Hình 3. 3: Kích thước sản phẩm
Kích thước thùng hàng:
+ Hàng vận chuyển: Thùng sơn + Khối lượng thùng hàng:G= 5Kg
+ Kích thước hàng: Cao 250mm, Nắp trên 200mm, đáy 190mm
Dựa vào kích thước và khối lượng của sản phẩm đề ra nên chúng em chọn:
- băng tải con lăn:
+ Chiều rộng băng: 0,4 m
+ Đường kính con lăn: Ø50mm: vật liệu ống kẽm 100%
+ Khoảng cách tâm giữa các con lăn 101mm
Trần Ngọc Hiếu - Nguyễn Hữu Phước - Trang bị điện - K58
ĐỒ ÁN TÔT NGHIỆP HỆ THỐNG PHÂN LOẠI SP THEO MÀU SẮC
+ Chiều dài băng tải: 3m.
+ Khung chân: làm theo yêu cầu khách hàng
3.1.2. Lựa chọn động cơa . Vai trò, vị trí, yêu cầu a . Vai trò, vị trí, yêu cầu
+ Các loại động cơ luôn giữ vai trò quan trọng và thiết yếu trong hầu hết các lĩnh vực của đời sống, đặc biệt trong các ngành công nghiệp. Nó giữ vai trò thiết yếu trong hầu hết các khâu, các công đoạn, là mắc xích không thể thiếu trong các hệ thống công nghiệp, nhà máy.
+ Đối với đề tài của em thì động cơ giữ vai trò thiết yếu, là phần không thể thiếu trong hệ thống. Trong hệ thống băng tải phân loại sản phẩm của em thì mỗi băng tải đều có 1 động cơ dẫn động.
+ Yêu cầu: động cơ hoạt động ổn định, không gây ồn, ...đảm bảo cho hệ thống hoạt động một cách hiệu quả nhất.
+ Chọn động cơ điện bao gồm những việc chính là chọn loại, kiểu động cơ; chọn công suất điện áp và số vòng quay của động cơ.
+ Chọn loại, kiểu động cơ đúng thì động cơ sẽ có tính năng làm việc phù hợp với yêu cầu truyền động của máy, phù hợp với môi trường bên ngoài, vận hành được an toàn và ổn định
+ Chọn đúng công suất động cơ có một ý nghĩa kinh tế và kỹ thuật lớn.
+ Cần chú ý đến việc chọn hợp lý số vòng quay của động cơ điện. Động cơ có số vòng quay lớn thì kích thước khuôn khổ, trọng lượng, giá thành của động cơ giảm.
b. Tính chọn động cơ băng tải
- Do chế độ làm việc của động cơ kéo băng tải là liên tục, chế độ dài hạn. Theo yêu cầu công nghệ thì hầu như các loại phụ tải này không yêu cầu điều chỉnh tốc độ ở nhiều cấp khác nhau. Hệ truyền động các thiết bị liên tục đảm bảo khởi động đầy tải. Momen khởi động của động cơ Mkđ= (1,6 ÷ 1,8) Mđm
- Khi tính chọn công suất động cơ truyền động băng tải thường tính theo các thành phần:
Trần Ngọc Hiếu - Nguyễn Hữu Phước - Trang bị điện - K58
ĐỒ ÁN TÔT NGHIỆP HỆ THỐNG PHÂN LOẠI SP THEO MÀU SẮC
+ Công suất P1 để dịch chuyển vật liệu
+ Công suất P2 để khắc phục tổn thất do ma sát giữa băng tải và các con lăn khi băng tải không chạy
+ Công suất P3 để nâng tải (nếu là băng tải nghiêng)
- Các số liệu yêu cầu:
+ Hàng vận chuyển: Thùng sơn + Khối lượng thùng hàng:G= 5Kg + Kích thước hàng: 250x200mm
+ Năng suất của băng tải: z= 1000 Thùng/h + Chiều rộng băng tải: 400mm
+ Đường kính con lăn: D= 50mm + Khối lượng con lăn : 3kg
+ Chiều dài băng tải :L= 3000mm
• Năng suất của băng tải:
• Vận tốc băng tải:
v =
Với: th =1: Khoảng cách giữa các khối hàng(m)
•Số lượng con lăn trên băng tải: n = DL = 3000
50 = 60 (Con lăn)
- Công suất động cơ bằng: P = P1+P2+P3 Với P1 để dịch chuyển vật liệu
P2 để khắc phục tổn thất do ma sát giữa băng tải và các con lăn khi băng tải không chạy
ĐỒ ÁN TÔT NGHIỆP HỆ THỐNG PHÂN LOẠI SP THEO MÀU SẮC
P3 để nâng tải (nếu là băng tải nghiêng)
•Lực cần thiết để dịch chuyển vật liệu
F1 = L.σ .K1.g .cosβ
Trong đó: β: góc nghiêng của băng tải với β=0 (băng tải nằm ngang) L: chiều dài băng tải
σ: khối lượng vật liệu trên 1m băng tải
K1: hệ số tính đến khi dịch chuyển vật liệu, lấy K1= 0,5
Với chiều dài băng tải đã lựa chọn là L=3m, trọng lượng tối đa trên 1m chiều dài là σ= 5kg và lấy g=10m/s2
⇒ F1 = 3.5.0,5.10.1 = 75 N
•Công suất cần thiết để dịch chuyển vật liệu:
⇒ P1 = F1. v = 75.0,3 = 22,5 (W )
•Lực cản do các loại ma sát sinh ra khi băng tải chuyển động không tải:
F2 = 2.L.σb .K2 .g .cosβ
Trong đó: K2: là hệ số tính đến lực cản khi không tải, K2= 0,3 σb: Khối lượng con lăn trên 1m chiều dài băng, σb= 30.3=90 kg
F2 = 2.3.120. 0,3.10.1= 1620 (N)
•Công suất cần thiết để khắc phục lực cản ma sát:
P2 = F2 .v = 1620. 0,3 = 486 (W )
•Lực cần để nâng vật: F3= ± L. σ.g.sinβ
F3=0(N)
• Công suất nâng bằng: P3 = F3.v = ±σ.H.v.g = 0 (N) =>> Công suất tĩnh của băng tải:
P= P1 + P2 + P3 = 22,5 + 486 + 0 = 508,5 (W)
ĐỒ ÁN TÔT NGHIỆP HỆ THỐNG PHÂN LOẠI SP THEO MÀU SẮC
Vậy công suất động cơ truyền động của băng tải được tính:
Pđc = K3.ηP = 1,25. 508,5
0,85 = 747,8(W)
Trong đó: K3: hệ số dự trữ công suất (K3 = 1,2 ÷ 1,25) η: hiệu suất truyền động.
Chọn động cơ xoay chiều 3 pha Vihem 3K90L4 có công suất P=1,5kW, tốc độ 1430 (vòng/phút)
Hình 3. 4: Catalog động cơ không đồng bộ 3 pha
c. Tính hộp giảm tốc
Tốc độ quay của con lăn:
ncl = π60.Dv = 3,14.0,0560.0,3 = 114,65(vg / phut)
Tỷ số truyền:
i = 114,651430 = 12,5
Ta chọn hộp giảm tốc có tỷ số truyền 12,5.
Trần Ngọc Hiếu - Nguyễn Hữu Phước - Trang bị điện - K58
ĐỒ ÁN TÔT NGHIỆP HỆ THỐNG PHÂN LOẠI SP THEO MÀU SẮC
Hình 3. 5: Catalog hộp giảm tốc
3.2. Lựa chọn thiết bị đóng cắt3.2.1. Lựa chọn Aptomat 3.2.1. Lựa chọn Aptomat
- Là khí cụ điện đóng cắt bằng tay, tự động ngắt khi xảy ra sự cố quá tải hay ngắn mạch.
Hình 3. 6: Sơ đồ tổng quan Aptomat
Trần Ngọc Hiếu - Nguyễn Hữu Phước - Trang bị điện - K58
ĐỒ ÁN TÔT NGHIỆP HỆ THỐNG PHÂN LOẠI SP THEO MÀU SẮC
A . Nguyên lý làm việc
Hình 3. 7: Nguyên lý làm việc của Aptomat
- Ở trạng thái bình thường sau khi đóng điện, CB được giữ ở trạng thái đóng tiếp điểm nhờ móc 2 khớp với móc 3 cùng một cụm với tiếp điểm động.
- Bật CB ở trạng thái ON, với dòng điện định mức nam châm điện 5 và phần ứng 4 không hút.
- Khi mạch điện quá tải hay ngắn mạch, lực hút điện từ ở nam châm điện 5 lớn hơn lực lò xo 6 làm cho nam châm điện 5 sẽ hút phần ứng 4 xuống làm bật nhả móc 3, móc 5 được thả tự do, lò xo 1 được thả lỏng, kết quả các tiếp điểm của CB được mở ra, mạch điện bị ngắt.
b. Tính chọn Aptomat
Aptomat động cơ
- Các thiết bị điện trong hệ thống gồm có: động cơ băng tải, van điện từ, đèn báo, và 1 số thiết bị khác.
- Công suất động cơ băng tải: Pđc= 1500 (W)
P 1500
- Dòng điện của động cơ: IĐC= 3.U.cosφ= 3.380.0,9= 2,5 (A)
- Ta chọn Iđm AT ≥ Iđm động cơ
Trần Ngọc Hiếu - Nguyễn Hữu Phước - Trang bị điện - K58
ĐỒ ÁN TÔT NGHIỆP HỆ THỐNG PHÂN LOẠI SP THEO MÀU SẮC
- Từ đó ta lựa chọn được Aptomat Schneider 6A A9K24306
Hình 3. 8 : Aptomat Schneider 6A A9K24306
- Đặc tính kĩ thuật + Mã sản phẩm: A9K24306 + Hãng sản xuất: Schneider + Điện áp định mức: 400V + Dòng đóng cắt: 6A + Dòng ngắn mạch 6: KA + Số pha:3 Pha
+ Tiêu chuẩn IEC 898
Aptomat tổng
- Ta lựa chọn được Aptomat Schneider 9A A9K24310
- Đặc tính kĩ thuật + Mã sản phẩm: A9K24310 + Hãng sản xuất: Schneider + Điện áp định mức: 400V + Dòng đóng cắt: 10A + Dòng ngắn mạch 6: kA
Trần Ngọc Hiếu - Nguyễn Hữu Phước - Trang bị điện - K58
ĐỒ ÁN TÔT NGHIỆP HỆ THỐNG PHÂN LOẠI SP THEO MÀU SẮC
+ Số pha:3 Pha
+ Tiêu chuẩn IEC 898
Hình 3. 9: Aptomat Schneider 10A A9K24310
Aptomat phần điều khiển
- Phần điều khiển sử dụng cho PLC, Nguồn 24VDC, …
- Ta lựa chọn được Aptomat Schneider 6A A9K27206
-Thông số kĩ thuật: + Hãng sản xuất: Schneider + Số pha: 2 + Điện áp định mức: 220V + Dòng định mức: 6A + Dòng ngắn mạch: 6kA
Trần Ngọc Hiếu - Nguyễn Hữu Phước - Trang bị điện - K58
ĐỒ ÁN TÔT NGHIỆP HỆ THỐNG PHÂN LOẠI SP THEO MÀU SẮC
Hình 3. 10: Aptomat Schneider 6A A9K27206
3.2.2 Lựa chọn rơ le
- Rơle sử dụng trong đề tài là rơle trung gian là loại 24VDC cấp nguồn cho van điện từ và nhận tín hiệu từ PLC từ đó điều khiển băng tải
Rơ le trung gian luôn có 2 phần: Một là cuộc hút (chính là nam châm điện) có tác dụng khi cấp nguồn thì hút thanh tiếp điểm lại để đảo trạng thái chân tiếp điểm NO và NC. Hai là hệ thống tiếp điểm chịu dòng điện nhỏ (5A). Ngoài ra còn phải kể đến các bộ phận khác như vỏ bảo vệ và các chân ra tiếp điểm
Chúng em đã lựa chọn được rơ le cho đề tài đó là rơle trung gian omron MY2N AC24:
Hình 3. 11 : Rơle trung gian 1 chiều 2 cặp tiếp điểm
Trần Ngọc Hiếu - Nguyễn Hữu Phước - Trang bị điện - K58
ĐỒ ÁN TÔT NGHIỆP HỆ THỐNG PHÂN LOẠI SP THEO MÀU SẮC 3.3. Lựa chọn contactor và rơle nhiệt
3.3.1 Tính toán và lựa chọn contactor
Contactor là khí cụ điện hạ áp, thực hiện việc đóng ngắt thường xuyên các mạch điện động lực có dòng điện ngắt không vượt quá giới hạn dòng điện quá tải của mạch điện. Thao tác đóng ngắt của contactor có thể thực hiện nhờ cơ cấu điện từ, cơ cấu khí động hoặc cơ cấu thuỷ lực. Nhưng thông dụng nhất là các loại contactor điện từ.
- Điện áp định mức: Là điện áp của mạch điện tương ứng mà tiếp điểm chính phải đóng/cắt có các cấp: 110V, 220V, 440V một chiều và 127V, 220V, 380V, 500V xoay chiều. Cuộn hút có thể làm việc bình thường ở điện áp trong giới hạn từ 85% đến 105% Udm
- Dòng điện định mức: Là dòng điện đi qua tiếp điểm chính trong chế độ làm việc gián đoạn-lâu dài, nghĩa là ở chế độ này thời gian contactor ở trạng thái đóng không quá lâu 8h. Contactor hạ áp có các cấp dòng thông dụng:10, 20, 25, 40,60, 75, 100, 150, 250, 300. Nếu đặt contactor trong tủ điện thì dòng điện định mức phải lấy thấp hơn 100% vì làm mát kém, khi làm việc dài hạn thì chọn dòng điện định mức nhỏ hơn nữa.
- Khả năng đóng cắt: Đối với contactor xoay chiều dùng để điều khiển động cơ không đồng bộ ba pha roto lồng sóc cần có khả năng đóng yêu cầu dòng điện bằng 1.2- 1.4 Idm. Khả năng cắt với contactor xoay chiều phải đạt bội số khoảng 10 lần dòng điện định mức khi tải cảm.
- Hệ thống tiếp điểm: Phải chịu được độ mài mòn về điện và cơ trong các chế đô làm việc nặng nề, có tần số thao tác đóng cắt lớn.
-Tính toán và lựa chọn contactor: IMC = (1,2 - 1,5) Iđm
- Lựa chọn contactor cho động cơ kéo băng tải
Với k là hệ số khởi động k = 1.2 ÷1.5; chọn k = 1.5
Vậy Ict=2,5*1.5 = 3,75 (A)
Trần Ngọc Hiếu - Nguyễn Hữu Phước - Trang bị điện - K58
ĐỒ ÁN TÔT NGHIỆP HỆ THỐNG PHÂN LOẠI SP THEO MÀU SẮC
Từ đó ta chọn được Contactor có Ict= 6A do Schneider sản xuất LC1E0610M5 3P 6A 380V
Hình 3. 12: Contactor LC1E0610M5 3P 6A 380V Thông số của contactor:
Loại
LC1E0610M 53P6A
3.3.2. Tính toán lựa chọn rơ le nhiệt
Rơ le nhiệt còn có tên gọi khác là relay nhiệt, là thiết bị có thể tự động đóng, ngắt mạch khi dòng điện có dấu hiệu quá tải. Các rơ le nhiệt hoạt động dựa trên sự giãn nở của các thanh kim loại khi bị đốt nóng.
Công dụng của rơ le nhiệt là bảo vệ các thiết bị điện khi dòng điện quá tải, tăng lên đột ngột. Nhờ có rơ le nhiệt, máy móc và các thiết bị hoạt động bền bỉ và ổn định hơn, giảm nguy cơ hư hỏng trong quá trình sử dụng điện.
Khi chọn rơ le nhiệt, quan tâm chính là các thông số sau:
- Dòng làm việc
Trần Ngọc Hiếu - Nguyễn Hữu Phước - Trang bị điện - K58
ĐỒ ÁN TÔT NGHIỆP HỆ THỐNG PHÂN LOẠI SP THEO MÀU SẮC
- Dòng sản phẩm phù hợp với contactor (mỗi loại rơ le nhiệt tương thích với một dòng contactor tương ứng, nhà sản xuất đã có khuyến cáo lựa chọn ngay trên catalogue sản phẩm).
Khi chọn rơ le nhiệt, quan tâm chính là các thông số sau.
- Dòng làm việc của động cơ
IminMT < Iđm < ImaxMT
Dòng rơ le nhiệt ta chọn với hệ số khởi động từ 1.2-1.5 lần Idm Chọn dòng rơ le nhiệt cho động cơ băng tải Idm = 1.5*Itt = 1.5*2,5 = 3.75 (A).
Từ đó ta chọn được Rơle nhiệt của Schneider LRD có dải điều chỉnh 4 - 6A
Hình 3. 13: Rơ le nhiệt RN 4-6A
3.4. Lựa chọn các loại van khí và xi lanh
- Tính toán lực
Trần Ngọc Hiếu - Nguyễn Hữu Phước - Trang bị điện - K58
ĐỒ ÁN TÔT NGHIỆP HỆ THỐNG PHÂN LOẠI SP THEO MÀU SẮC
Hình 3. 14: Tính toán lực cho xy lanh
+ Lực đẩy hay kéo của Piston gây bởi tác dụng của khí nén có áp suất P được tính theo công thức:
F=P.A (N) Trong đó:
+ P là áp suất khí nén [Pa]
+ A là diện tích bề mặt Piston [m3]
+ F lực tác dụng vuông góc với bề mặt Piston [N]
Trong hình vẽ, các diện tích A1, A2 khác nhau (A2 = A1 –A3), A3 là diện tích tiết diện của cần piston, nên các lực tác dụng cũng khác nhau tại cùng một nguồn khí nén có áp suất P. F1=P.A1; F2=P.A2 Æ F1>F2
+ Tốc độ truyền động của xylanh
Khi tải trọng của truyền động không đổi, tốc độ truyền động được xác định theo quan hệ:
v = Q
A (m/s)
Như vậy, trong trường hợp dung tích hành trình của cơ cấu chấp hành và tải trọng không đổi, tốc độ truyền động tỷ lệ với lưu lượng Q. Trong kĩ thuật khí nén người ta hay dùng van tiết lưu để điều tiết lưu lượng, để khống chế tốc độ của các cơ cấu chấp hành
Trần Ngọc Hiếu - Nguyễn Hữu Phước - Trang bị điện - K58
ĐỒ ÁN TÔT NGHIỆP HỆ THỐNG PHÂN LOẠI SP THEO MÀU SẮC 3.3.2. Lựa chọn các loại van khí
- Van điện từ
+Lựa chọn van điện từ SY5120-5LZ01
+ số lượng: 03
Hình 3. 15: Van điện từ SY5120-5LZ-01
- Các thông số kĩ thuật:
+ Kiểu van: 5 cổng- 2 vị trí
+ Kiểu hoạt động: 2 vị trí cuộn điện từ đơn.
+ Điện áp: 24 VDC.
+ Dây dẫn: L (L cắm kết nối w/chì dây ,3 m).
+ Có đèn báo và bộ khử quá điện áp.
+ Ren ống dẫn khí: 1/8
Hình 3. 16: Thông số kĩ thuật van điện từ SMC SY5120-5LZ-01
- Nguyên lý hoạt động:
+ Cụm van điện từ ở đây là loại van đơn giản, nó là van 5/2 (5 cửa/2 trạng thái).
Trần Ngọc Hiếu - Nguyễn Hữu Phước - Trang bị điện - K58
ĐỒ ÁN TÔT NGHIỆP HỆ THỐNG PHÂN LOẠI SP THEO MÀU SẮC
Ở các cửa ghi tên: 1; 2; 3; 4; 5 hoặc theo đúng thứ tự đó là P; B; R2; A; R1.