Mơ phỏng khug băng tải

e. Tính tốn chọn động cơ cho băng tải

Động cơ truyền động là thành phần dẫn động chính của hệ thống. Thơng qua việc tính tốn vận tốc, moment xoắn, cơng suất dựa trên yêu cầu về năng suất đã đề ra ta có thể chọn được động cơ truyền động thích hợp.

- Khoảng cách băng tải cần di chuyển để in xong 1 sản phẩm: l = L/2 = 3.082/2 = 1.541m

Thời gian in xong 1 sản phẩm: t = - Do đó, vận tốc băng tải được tính:

Đường kính con lăn băng tải chủ động của băng tải là = 90mm và độ dày băng tải là 1,5mm.

- Vậy chu vi rulo và 2 mặt băng tải:

C = .π = 90 x 3,14 = 282.74(mm) = 0.283(m).

Do truyền qua con lăn nên tỉ số truyền sẽ được giữ nguyên là 1:1.5 nên vận tốc cần thiết của băng tải cũng là vận tốc cần thiết của động cơ.

Như đã tính tốn trong phần khối lượng băng tải, chúng ta đã tính được khối lượng của những bộ phận mà động cơ băng tải phải kéo là 4.4441kg, từ đó ta tính được moment qn tính cần thiết của động cơ để thắng được lực quán tính từ băng tải.

Băng tải quay coi như vành trịn đờng chất có moment qn tính khối lượng đối với tâm của băng tải là = m.(trong đó R là bán kính tâm quay của băng tải), nhưng do động cơ đặt ở một đầu băng tải nên ta phải dùng công thức chuyển trục song song để tính, khi đó moment qn tính của cả băng tải sẽ được tính bằng:

I = + m. (Trong đó d là khoảng cách từ tâm của băng tải đến vị trí đặt động cơ)

Từ hình 1.3 ta xác định được R = = 770.5mm và d = 770.5- 45 = 725.5mm, khi đó moment qn tính của băng tải sẽ là:

I = + m. = 1.6181 x + 1.413 x = 1.7(kg.) Bỏ qua momen cản. Moment cần để quay cả hệ là: M = I = 1.7 x = 24.99(N.m) - Tính tốn cơng suất

Cơng suất cần thiết của động cơ truyền động tại đầu trục: P = = = 14.4(W)

Chọn động cơ phải thỏa mãn điều kiện ta chọn động cơ AC giảm tốc có cơng suất 25W.

f. Cơ cấu cấp phôi

Cơ cấu cấp phôi là cơ cấu có nhiệm vụ cấp phơi qua cho băng tải, bao gồm các bộ phận dưới đây.

 Giác hút chân khơng và cảm biến

Hình 3.7: Giác hút chân khơng

Giác hút sử dụng là giác hút chân khơng 2 tầng có kích thước như hình dưới, thân giác hút được làm bằng sắt, có bán sẵn trên thị trường.

Để thuận tiện tính tốn ta coi như giác hút này có hình dạng trụ.

Hình 3.8: Kích thước thân giác hút chân khơng

Ng̀n: https://mohinhrobot.com/robot/giac-hut-chan-khong

- Khi đã coi thân giác hút chân khơng là hình trụ thì ta có thể tích của giác hút này là: V = π..h = π.. = 6,8 ()

- Với khối lượng riêng của sắt là 7,85 g/ nên ta có khối lượng của giác hút: = 6,8.7,85 = 53,38 (g)

Ở đây sử dụng cảm biến hờng ngoại E3F-DS30C4 có kích thước như sau:

Hình 3.9: Kích thước cảm biến hờng ngoại

Ng̀n: https://hshop.vn/products/cam-bien-vat-can-hong-ngoai-e18-d80nk-4 - Khi đó ta tính được thể tích của cảm biến:

V = π..h = π.. = 17,3 ()

- Với khối lượng riêng của nhựa là 1,7 g/ nên ta có khối lượng của cảm biến: = 17,3.1,7 = 29,41 (g)

 Miếng đỡ giác hút và cảm biến

Giác hút chân không và cảm biến hồng ngoại được đặt trên miếng đỡ giác hút, được làm bằng gỗ kích thước 30x2x2 để giảm giá thành.

- Từ đó ta tính được thể tích của miếng đỡ giác hút là: V = l.w.h = 30x2x2 = 120()

- Với khối lượng riêng của gỗ là 0.4 g/ nên ta có khối lượng tấm đỡ giác hút: = 120x0.4 = 48 (g)

- 2 gá giác hút tổng khối lượng 500g

 Bộ vít me

- Khối lượng của bộ vít me là 1500g.

 Tấm cố định miếng đỡ đầu hút

Có chức năng cố định miếng đỡ đầu hút vào bộ dẫn hướng, từ đó giúp cho miếng đỡ đầu hút có thể mang theo giác hút chân khơng và cảm biến hồng ngoại di chuyển lên xuống bàn đựng phôi.

- Ta tính được thể tích của tấm cố định: V = l.w.h = 6x5x1 = 30 ()

- Với khối lượng riêng của gỗ ép là 1,12 g/ nên ta có khối lượng của tấm cố định: = 30x1,12 = 33,6 (g)

 Tính tốn lựa chọn động cơ cho cơ cấu cấp phơi

Do chiều cao nâng hạ khơng có yếu tố ràng buộc cụ thể nên chọn chiều cao nâng hạ của cơ cấu cấp phôi là L = 300mm = 0,3m.

Thời gian nâng lên/ hạ xuống của cơ cấu cấp phôi cho là mất 30s.

Khối lượng của những bộ phận mà động cơ phải kéo bao gồm 2 miếng đỡ giác hút có khối lượng là 372g, 2 giác hút chân không nặng 107,08, cảm biến hồng ngoại 29,41g, 1 thanh ngang nặng 48g, 2 gá giác hút nặng 200g, khối lượng tấm cố định là 33,6g.

Vậy ta tính được tổng khối lượng mà động cơ cơ cấu cấp phôi phải kéo là: M = 372+ 107,08 + 29,41+ 48 + 230,4+ 200 + 33,6= 1020,5 (g)

 Pulley truyền động và dây đai

Dẫn động bằng pulley truyền động và dây đai, pulley truyền động và dây đai được lực từ động cơ bước qua đó cung cấp chuyển động qua lại cho bộ cấp phơi.

Ưu điểm khi sử dụng loại có răng là khi truyền động khơng bị trượt.

Trong đồ án này, sử dụng 2 pulley giống nhau có d = 15mm, 20 răng gắn vào trục động cơ và dây curoa cao su dài 2000mm rộng 10mm.

Đầu tiên là pulley truyền động được làm bằng nhơm, có kích thước d = 15mm, dày 10mm.

- Khi đó ta tính được thể tích pulley: V = π..h = πxx1- πxx1 = 1 ()

- Với khối lượng riêng của nhơm là 2,7 g/ nên ta có được khối lượng của 2 pulley: = 1x2,7 = 2,7 (g)

- Đi chung với pulley là dây đai bằng cao su có kích thước 2000x10x2mm. Từ đó ta có thể tích của dây đai cao su là:

V = l.w.h = 200x1x0,2 = 40 ()

- Với khối lượng riêng của cao su là 1,1 g/ nên ta có khối lượng: = 40x1,1 = 44(g)

- Như vậy 1 bộ pulley và dây đai sẽ có khối lượng: M = + = 2,7 x 2+ 44 = 49,4(g)

 Bộ dẫn hướng

Hình 3.11: Pulley truyền động qua dây đai

Nhiệm vụ của bộ phận này là dẫn hướng chuyển động của miếng đỡ giác hút và cảm biến. Bộ dẫn hướng gờm 2 thanh trượt trịn 12mm bằng sắt, 4 gối đỡ và 2 con trượt được làm bằng nhơm.

- Khi đó ta tính được thể tích của thanh trượt dựa vào kích thước như hình trên V = π..h = πxx100 = 113,1()

- Với khối lượng riêng của sắt là 7,85 g/ nên ta có được khối lượng của 2 thanh trượt: = 2x113,1x7,85 = 1775,67 (g)

- Tính thể tích của gối đỡ:

V = l.w.h = 0,6x4,1x1,4+ 1,4x2,7x1,8- πxx1,4- 2xπxx0,6 = 9,2 ()

- Với khối lượng riêng của nhơm là 2,7 g/ nên ta có khối lượng của 4 gối đỡ: Hình 3.13: Gối đỡ bộ dẫn hướng

= 4x2,7x9,2 = 99,36 (g)

- 2 con trượt của bộ dẫn hướng cũng được làm bằng nhơm ngun khối, khi đó ta tính được thể tích của con trượt:

V = l.w.h = 1,8x3x3,4+ 0,4x1,5x3- 4xπxx1,8 = 19,65 ()

- Với khối lượng riêng của nhơm là 2,7 g/ nên ta có khối lượng của 2 con trượt: = 2x2,7x19,65 = 106,11 (g)

- Như vậy tổng khối lượng của bộ dẫn hướng sẽ là: M = + + = 99,36 + 106,11 + 1775,67 = 1981,14 (g)

3.2.2 Khung chính

Khung chính là xương sống của hệ thống, có nhiệm vụ kết nối và cố định các phần còn lại của hệ thống lại với nhau. Từ đó giúp chúng hoạt động theo một chu trình đã định trước.

Phần này, ta cũng sử dụng nhơm định hình để thực hiện bộ phận này để giảm khối lượng toàn bộ máy, chiều dài và chiều rộng của khung chính sẽ phải bằng chiều dài và chiều rộng của khung băng tải, từ đó ta kết nối khung băng tải và khung chính của máy lại với nhau.

Ngồi ra trên khung chính cịn là nơi đặt xylanh nâng hạ, làm nền cho xylanh nâng hạ có thể nâng hạ bàn in.

3.2.3 Cơ cấu in

Cơ cấu in có nhiệm vụ in hình đã được tạo sẵn lên phôi in thông qua 2 xylan

h gạt mực và bàn in. 2 xylanh gạt mực này cũng có khả năng chạy qua lại thơng qua Hình 3.15: Mơ phỏng khung chính

thơng qua xylanh nâng hạ để khơng làm ảnh hưởng đến hoạt động của băng tải chuyển phơi đang làm việc phía dưới.

Có thể chia cơ cấu in ra làm 4 thành phần chính, đó là hệ thống dao in, hệ thống nâng hạ hệ thống di chuyển qua lại, và khung bàn in. Cấu tạo cũng như kích thước chi tiết của tửng phần sẽ được liệt kê dưới đây.

a. Khung bàn in

Khung in bao gồm các lưới in được đan với nhau tạo thành cá lỗ nhỏ gọi là các điểm ơ vng, sau đó người ta dùng keo để bít các lỗ khơng cần thiết chỉ để lại các lỗ theo tấm phim đã lên hình họa tiết cần in sẵn để tạo hình muốn in. Từ những khe hở tạo hình đó, thơng qua hệ thống dao in đẩy mực in tràn xuống những khe hở này, qua đó tạo ra hình dạng mong muốn ở trên phơi.

Về kích thước của khung in này, có phải đảm bảo ít nhất phải bằng hoặc lớn hơn kích thước của phôi. Vậy nên chiều rộng của khung bàn in sẽ lấy 300mm, còn chiều dài lấy 400mm, bằng chiều rộng của băng tải, toàn bộ khung bàn in sẽ được làm bằng gỗ.

- Từ đó ta tính được thể tích của khung bàn in là: V = l.w.h = 2x30x2x2+ 2x36x2x2= 528 ()

- Với khối lượng riêng của gỗ là 1,12 g/ nên ta có khối lượng khung bàn in là: = 528x1,12 = 591,36(g)

b. Hệ thống dao in

Thành phần đầu tiên của hệ thống dao in là lưỡi dao in, có vai trị qt với mực in trên bàn in để tạo thành hình ảnh mong muốn ở trên phơi.

Do kích thước của miếng gạt mực khá nhỏ, vậy nên dao in nhơm khơng có kích thước tiêu chuẩn, vậy nên đờ án này phải tạo ra miếng này bằng cao su. Kích thước của miếng gạt này phải nhỏ hơn chiều rộng của toàn bộ nội dung in 300mm, vậy nên chọn 200mm là chiều dài của miếng gạt mực, chiều dày miếng gạt là 5mm, chiều cao 40mm

- Từ đó ta tính được thể tích của miếng gạt là: V = l.w.h = 20x0.5x4= 40 ()

- Với khối lượng riêng của cao su là 1,1 g/ nên ta có được khối lượng miếng gạt mực là:

= 40x1,1 = 44 (g)

c. Thanh kẹp dao

Miếng gạt mực sẽ được cố định lại bằng vít vào thanh U bằng nhơm - Từ đó ta tính được thể tích của tấm kẹp là:

V = l.w.h = 20x2x3 = 120()

- Với khối lượng riêng của gỗ là 1,12g/ nên ta có khối lượng tấm kẹp là: Hình 3.20: Mô phỏng thanh kẹp chữ U

= 120x1,12 = 134,4(g)

d. Trục giữ dao in

Trục giữ dao in có nhiệm vụ giữ thăng bằng cho dao in trong quá trình làm việc của xylanh trượt lên xuống tác động lên dao in và được làm bằng nhôm đặc. Số lượng 4 cái.

- Từ đó ta tính được thể tích của trục giữ là: V = π..h = π..10 = 20,1 ()

- Với khối lượng riêng của inox là 7,93g/ nên ta có khối lượng trục giữ là: = 7,93x20,1 = 159,4 (g)

e. Con trượt trịn có đầu chặn

Hình 3.22: Ảnh thực tế trục giữ dao

Ng̀n: https://nshopvn.com/product/truc-tron-8mm-ty-thanh-truot-tron-ma-crom-400mm/ Hình 3.21: Ảnh mơ phỏng trục giữ dao in

Vì khi xylanh di chuyển lên xuống thì trục giữ cũng phải đi theo, vậy nên chúng ta sẽ sử dụng 4 bạc trượt đóng vai trị cố định để cho trục giữ có thể trượt lên xuống thơng qua nó.

Ở đây sử dụng 4 con trượt trịn có đầu chặn được đúc bằng bạc nguyên khối có bán

sẵn ngồi thị trường LMK10UU có các thơng số cơ bản như: - Đường kính trong 10mm

Hình 3.23: Mơ phỏng con trượt trịn có đầu chặn

Hình 3.24: Cấu tạo chi tiết con trượt trịn có đầu chặn

Ng̀n: https://ngophangroup.com/vi/tin-tuc/co-khi/tat-tan-tat-thong-tin-ve-con-truot-tron- chan-dau-lmk-ngo-phan-384.html

- Đường kính ngồi 19mm

- Khối lượng 78g. Vậy tổng khối lượng của 4 con trượt trịn có đầu chặn là 312g.

f. Khung đỡ xylanh dao in

Xylanh cùng với bạc trượt là những bộ phận cần chuyển động để kéo theo chuyển động của dao in, vậy nên chúng cần có 1 bộ phận cố định để chúng di chuyển. Bộ phận cố định đó chính là khung đỡ hệ thống dao in.

Thể tích tồn bộ khung đỡ xy lanh:

V = l.w.h = 14x20x1 + 12x22x1 + 2x(4x22 + 3x4 + 12x3x0,5)- 2xπxx1- 4xπ.x1 - 2xπxx1 - 8xπxx1= 749,01 ()

Với khối lượng riêng của gỗ là 1,12 g/ nên ta có khối lượng bộ khung đỡ xy lanh: = 749,01x1,12 = 838,9 (g)

g. Miếng cố định xylanh dao in và 2 trục giữ

Thể tích miếng cố định xylanh dao in và 2 trục giữ: V = l.w.h = 13x2,5x1 = 32,5 ()

Hình 3.25: Khung đỡ xylanh dao in

Với khối lượng riêng của gỗ là 1,12 g/ nên ta có khối lượng miếng cố định xylanh dao in và 2 trục giữ:

= 32,5x1,12 = 36,4 (g)

Miếng cố định này được tạo ra nhằm cố định hệ thống dao in vào hệ thống di chuyển ngang, qua đó hệ thống dao in có thể thực hiện được chuyển động quét dao in ngang.

h. Tính tốn xylanh dao in

Xylanh dao in sẽ có nhiệm vụ kéo dao gạt mực, thanh gá dao gạt mực lên xuống, vậy nên tổng khối lượng làm việc của xylanh này là:

M = 44 + 134,4 + 159,4x2 + 78x2 + 36,4 = 689,6 (g) = 0,69(kg) - Suy ra lực nâng cần thiết là:

F = 0,69x10 = 6,9 (N)

Máy nén khí áp suất thơng dụng p = 6 (kgf/) - Tính tốn đường kính lựa chọn xylanh: D = = = 1,2 (cm) = 12(mm)

Vậy ta lựa chọn xylanh CQ2B25x20DZ có các thơng số: - Kích thước nịng: 25mm

- Hành trình: 20mm

- Kiểu tác động: hai tác động, 1 trục - Áp suất phá hủy: 1MPa

- Áp suất hoạt động tối đa: 0,7MPa - Áp suất hoạt động tối thiểu: 0,06MPa - Tốc độ piston: 50~750mm/s

- Số lượng 2 cái - Lực đẩy/kéo:

i. Xy lanh di chuyển qua lại của dao in

Hình 3.27: Xy lanh di chuyển qua lại của dao in

Bộ phận này bao gờm bộ dẫn hướng có nhiệm vụ có định quỹ đạo di chuyển của hệ thống dao in là đường ngang.

Khối lượng phần di chuyển qua lại:

M = 44x2 + 134,4x2 + 159,4x4 + 78x4 + 838,9 + 36,4x2 = 2219,1 (g) = 2,2 (kg) - Suy ra lực nâng cần thiết là:

F = 2,2x10 = 22(N)

Máy nén khí áp suất thơng dụng p = 6 (kgf/) - Tính tốn đường kính lựa chọn xylanh: D = = = 2,16 (cm) = 21,6(mm)

Vậy ta lựa chọn xylanh MAL25x250-CA có các thơng số: - Kích thước nịng: 25mm

- Hành trình: 250mm

- Kiểu tác động: hai tác động, 1 trục - Áp suất phá hủy: 1MPa

- Áp suất hoạt động tối đa: 0,7MPa

TỔNG QUAN VỀ NGÀNH IN LỤA

Cảm biến quang loại truyền phát