Điện áp cấp cho động cơ hoạt động 12VDC Đƣờng kính động cơ 25mm Tỷ số truyền khi qua hộp giảm tốc 1:34
Đƣờng kính trục 4mm Tốc độ không tải 320 rpm
ịng khơng tải 80mA Tốc độ có tải 284 rpm ịng khi có tải 600mA Cơng suất định mức 25 W òng khi động cơ bị giữ 2.29A
21
Hình 2.9. Kích thƣớc của động cơ giảm tốc
22
Chƣơng 3: CHẾ TẠO VÀ LẮP ĐẶT TH NGHIỆM
3.1. Gia công hệ thống cơ khí cho gi n phơi thơng minh 3.1.1. Chế tạo khung sắt hộp
3.1.1.1. Vật liệu sử dụng
Đối với hệ thống giàn phơi thông minh, em sử dụng loại sắt hộp mạ kẽm 20x20 phổ biến trên thị trƣờng, sau đó sẽ dùng các phƣơng pháp nhƣ hàn, cắt cố định thành khung.
Hình 3.1. Sắt hộp mạ kẽm 20x20
3.1.1.2. Chế tạo
- Phƣơng pháp gia công : hàn và cắt kim loại - Sử dụng : 4 cây loại dày 0.8mm
- Tổng trọng lƣợng của khung : 9kg
Hình 3.2. Khung sắt hộp 20x20 thiết kế trên Inventor
Xác định thứ tự các nguyên công, cách gá đặt chi tiết, lập sơ đồ các nguyên công + Nguyên công 1: Cắt thanh sắt hộp mạ kẽm
Sử dụng máy cắt bàn, cắt các thanh sắt hộp theo kích thƣớc: 1,5 m = 9 thanh
23 + Nguyên công 2: Hàn khung
Sử dụng máy hàn hồ quang điện, hàn khung theo bản vẽ
3.1.2. Gia công thanh phơi
3.1.2.1. Ray trượt
Ray trƣợt trong hệ thống giàn phơi sử dụng là loại ray trƣợt nhơm có xẻ rãnh. ùng để gá lên phần khung, có tác dụng đỡ con trƣợt và tạo đoạn hành trình cho móc phơi di chuyển tịnh tiến. Ray trƣợt nhơm có tính bền nhất định, tránh rỉ sét, là loại vật liệu dễ tìm thấy trên thị trƣờng.
Loại ray : Ray U treo bánh xe trƣợt + Chất liệu: hợp kim nhôm
+ chiều dày: 3 mm + Tải trọng: 150 kg/md + Sử dụng : 2 m
Hình 3.3 Kích thƣớc thanh ray
Xác định thứ tự các nguyên công, cách gá đặt chi tiết : + Nguyên công 1: Cắt phôi.
Sử dụng máy cắt nhơm, đo và cắt chính xác 2m thanh nhơm. + Ngun cơng 2: Bắt vít
24 định vào phần khung sắt hộp.
Hình 3.4 Ra phơi
3.1.2.2. Móc phơi bánh lăn
ánh lăn trong ray phơi có tác dụng di chuyển dẫn động cho móc phơi, nhằm giảm lực ma sát, giúp cho các móc phơi chuyển động êm ái và đúng hành trình.
Hình 3.5 Bánh lăn kèm móc phơi
Trong q trình tìm hiểu các vật liệu có sẵn trên thị thƣờng, em nhận thấy loại móc rèm có sẵn bánh lăn này thích hợp để sản xuất giàn phơi, nên đã quyết định chọn và thử nghiệm, đem lại hiệu quả tốt, nhƣ mong muốn.
- Ƣu điểm:
+ Hoạt động trơn chu.
+ Chạy đúng hành trình, khơng lắc, khơng lệch. + Có sẵn phần móc để móc vào mắc quần áo.
25 + Chịu tải tốt.
+ Dễ thay thế, sửa chữa qua thời gian sử dụng. - Nhƣợc điểm:
+ Phần móc hơi nhỏ.
Hình 3.6. Bản vẽ chi tiết móc phơi có sẵn bánh lăn 3.1.3. Gia công bánh xe 3.1.3. Gia công bánh xe
Bánh xe là bộ phận cải thiện tính di động và giúp giàn phơi di chuyển dễ dàng và thuận tiện hơn. Với kết cấu đơn giản và dễ dàng lắp đặt lại làm tăng ƣu điểm về thiết kế hơn cho sản phẩm. Với giàn phơi thông minh này, em sử dụng 6 bánh xe nhựa có ổ bi, hàn và vít trực tiếp vào phần khung giàn phơi.
26 - Các đặt tính nổi bật :
+ Hình dáng đẹp.
+ ễ lăn, lăn êm và không để vết trên sàn. + Chịu va đập, độ ẩm và hóa chất.
+ Sử dụng ổ đũa lăn trên bạc lót đƣợc tơi cứng giúp xoay nhẹ.
+ Càng và thân bánh xe mạ kẽm để chống rỉ sét và ăn mòn, giúp bề mặt ln bóng đẹp.
+ Ổ bi cùm xoay có vú tra mỡ giúp dễ bảo dƣỡng định kỳ.
+ Tính năng làm việc tốt, đáp ứng đầy đủ các yêu cầu chất lƣợng kỹ thuật.
3.1.4. ỐP tấm Aluminium
Trong kết cấu giàn phơi, có bộ phận hộp chứa, giúp che chắn quần áo khi quần áo thu về trong trƣờng hợp trời mƣa hay trời tối. Chính vì vậy để đảm bảo u cầu về thẩm mĩ, cũng nhƣ đảm bảo quần áo đƣợc khơ ráo thì bộ phận này đƣợc em thiết kế ốp tấm alu lên khung sắt.
Hình 3.8. Tấm Aluminium
- Đặc điểm về chất liệu, cấu tạo và màu sắc của aluminium (alu)
+ Chất liệu: Tồn bộ hợp kim nhơm Aluminium, có khả năng dẫn nhiệt tốt hơn gấp 3 lần so với chất liệu thép.
+ Độ dày: Tấm nhôm hỗn hợp (aluminum composite panel) thƣờng dày 4 mm
(có loại 3-6 mm) đƣợc ghép bởi 2 lớp nhơm chống ăn mịn, mỗi lớp nhơm dày 0,5 mm, với lõi ở giữa bằng polyethylene – một loại nhựa chống cháy dày 3 mm.
+ Trọng lƣợng: sản phẩm có trọng lƣợng riêng chỉ bằng 1/2 trọng lƣợng của tấm nhôm đồng chất cùng bề dày mà độ cứng tƣơng đƣơng.
+ àu sắc: Hệ thống sơn và tạo hoa văn giả đá, gỗ phủ trên bề mặt nhơm có nhiều chất liệu sơn với khoảng 30 màu, vân và thƣờng đƣợc bảo hành từ 1 – 5 năm (tùy nơi).
27
+ Giá cả và chất lƣợng: tùy vào độ dày của sản phẩm, hoa văn, chất lƣợng nƣớc sơn
- ột số đặc điểm nổi bật của alu
+ Nhẹ dễ lắp đặt, thi cơng nhƣ: uốn cong, uốn góc, cắt, xẻ rãnh…
+ Chống ăn mịn và có khả năng thích ứng với thời tiết; chịu đƣợc tác động bởi nhiệt độ từ -500C đến 800
C.
+ Alu có độ bền hóa học cao, kháng mịn, chống ơxy hóa, bền màu trong cả mơi trƣờng nƣớc, dầu, axit và đặc biệt là không cong vênh.
+ ề mặt của những tấm lợp chống lại đƣợc sự ăn mịn của mơi trƣờng, sự xâm thực của nhiệt độ.
28
Xác định thứ tự các nguyên công, cách gá lắp chi tiết : + Nguyên công 1: Cắt phôi.
Sử dụng 2 tấm alu với kích thƣớc tiêu chuẩn 2,44x1,2 (m), dùng máy cắt tay (hoặc dao trổ), đo và chia cắt chính xác thành 4 tấm nhỏ với kích thƣớc 1,5x0,55 (m)
+ Ngun cơng 2: Bắt vít.
Sử dụng khoan điện, gá và vít trực tiếp các tấm alu vào bề mặt khung sắt hộp
29
3.2. Lắp đặt thử nghiệm 3.2.1. Lắp đặt 3.2.1. Lắp đặt
Bảng 3.1. Thống kê các chi tiết cấu thành gi n phơi thông minh
TT Tên gọi Số lƣợng Hình ảnh Ghi chú
1 Khung giàn phơi 01
2 Khoang chứa 01
3 Ray phơi 01
4 Bánh xe 06
5 Động cơ C giảm
30 6 Cơng tắc hành trình 02 7 Cảm biến mƣa 01 8 Cảm biến ánh sáng 01 9 Cảm biến nhiệt độ, độ ẩm 01 10 Aptomat 01 11 Nguồn DC 12V 01
31 12 óc phơi 10
13 Tấm ốp Alu 02
14 Cáp kéo 02
15 Puly 02
Từ phân tích kết cấu, nguyên lý hoạt động của sản phẩm với sự trợ giúp của phần mềm mơ phỏng Inventor, tơi xác lập quy trình cơng nghệ và tiến hành lắp ráp bộ các bộ phận nhƣ sau:
32
Trên sơ đồ quy trình lắp đặt: chữ số trong các biểu tƣợng hình học phẳng (hình trịn) biểu thị chi tiết, bộ phận lắp ráp tƣơng ứng với số thứ tự của chúng trong bảng liệt kê. Các đƣờng thẳng chỉ liên kết ghép nối. Đƣờng mũi tên chỉ thứ tự các cơng đoạn chính lắp đặt, điểm xuất phát của quy trình bắt đầu từ chi tiết đƣợc chọn làm cơ sở. Đầu ra của hƣớng mũi tên là khâu cuối trong quá trình sản xuất. khâu cuối cũng là khi sản phẩm đã đƣợc kiểm tra kĩ càng và sẵn sàng hoạt động, đóng gói. Ta có thể thấy chi tiết đƣợc chọn làm cơ sở là 1 và 2(khung giàn phơi và khoang chứa), khâu cuối cùng là 13(Ốp tấm Alu).
3.3. Vận hành thử nghiệm
Sau khi thực hiện công đoạn chế tạo và lắp ráp các bộ phận công tác của giàn phơi thông minh, đồng thời kết nối với bộ điều khiển ta thu đƣợc sản phẩm giàn phơi thông minh.
Em đã cho kiểm tra và vận hành thử sản phẩm bằng 2 hình thức: + Thí nghiệm
+ Thực nghiệm
33
3.3.1. Thí nghiệm
Bƣớc 1: Chuẩn bị quần áo ƣớt
Để vận hành thí nghiệm ta chuẩn bị 10 bộ quần áo ƣớt, tƣơng đƣơng với 10 móc phơi (trọng lƣợng khơng quá 40kg). Ta chuẩn bị theo 10 móc (móc phơi quần áo bán sẵn trên thị trƣờng)
ƣớc 2: Treo quần áo lên móc mà phơi
Để quần áo đƣợc phơi căng, mắc quần áo vào móc và treo lên thanh phơi. ƣớc 3: Khởi động và sử dụng
Để giàn phơi hoạt động, ta bật aptomat cấp nguồn điện cho giàn phơi. Sau khi bật aptomat quá trình phơi bắt đầu đƣợc diễn ra.
+ Ta sử dụng bình xịt tạo trƣờng hợp mƣa để kiểm tra tính năng của cảm biến mƣa.
+ Trƣờng hợp tối, ta dùng tay che lại cảm biến ánh sáng. ƣớc 4: Kết thúc quá trình phơi và thu quần áo
3.3.2. Thực nghiệm
ƣớc 1: Chuẩn bị quần áo ƣớt
Để vận hành thí nghiệm ta chuẩn bị 10 bộ quần áo ƣớt, tƣơng đƣơng với 10 móc phơi (trọng lƣợng khơng q 40kg). Ta chuẩn bị theo 10 móc (móc phơi quần áo bán sẵn trên thị trƣờng).
ƣớc 2: Treo quần áo lên móc mà phơi
Để quần áo đƣợc phơi căng, mắc quần áo vào móc và treo lên thanh phơi. ƣớc 3: Khởi động và sử dụng
Để giàn phơi hoạt động, ta bật aptomat cấp nguồn điện cho giàn phơi. Sau khi bật aptomat quá trình phơi bắt đầu đƣợc diễn ra.
ƣớc 4: Kết thúc quá trình phơi và thu quần áo
3.4. Kết quả vận hành thử nghiệm
Kết thúc quá trình vận hành thử nghiệm giàn phơi thông minh ta thu đƣợc kêt quả rất tốt.
- Quần áo khô ráo thơm tho, không sợ những cơn mƣa bất chợt, và khi trời tối quần áo sẽ tự đƣợc thu về.
34 - Các cảm biến hoạt động tốt, không báo lỗi.
- Thời gian bắt đầu từ lúc quần áo đƣợc thu về tới khi nằm tất cả trong khoang chứa là 20 giây, đúng với yêu cầu thiết kế.
35
KẾT LUẬN
Đề tài: “Nghiên cứu, thiết kế và chế tạo phần cơ khí cho giàn phơi quần áo thông minh” đã đạt đƣợc một số kết quả tốt:
+ Xây dựng mơ hình 3D bằng phần mềm Inventor
+ Tính tốn, lựa chọn, hồn thiện kết cấu cơ khí giàn phơi thơng minh + Chế tạo đƣợc 01 giàn phơi thông minh.
Qua quá trình thực nghiệm, sản phẩm cho thấy kết quả rất tốt, tuy nhiên vẫn còn hạn chế nhƣ sau:
TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1]. www.gso.gov.vn – Trang web chính thức của Tổng cục thống kê Việt Nam [2]. TCVN 8855 – 1 – 2011
[3]. TCVN 5757 – 2009 ISO
[4]. TS. Trịnh Đồng Tính, Bài giảng Máy nâng chuyển, Bộ môn Cơ sở Thiết kế
máy và Robot, Trƣờng Đại học Bách Khoa Hà Nội.
[5]. Trịnh Chất và ê Văn Uyển, Tính tốn thiết kế hệ dẫn động cơ khí, Tập 1, Nhà xuất bản giáo dục Việt Nam.
[6]. Trịnh Chất và ê Văn Uyển, Tính tốn thiết kế hệ dẫn động cơ khí, Tập 2, Nhà xuất bản giáo dục Việt Nam.
[7]. Thái Thế Hùng, Sức bền vật liệu, Nhà xuất bản khoa học và kỹ thuật.