Đồ án Môn học Tự động hóa sản xuất www.oto-hui.com Lời mở đầu Lời mở đầu Trong thời đại ngày nay , các loại máy móc ít nhiều đều có tính chất tự động hoặc Trong thời đại ngày nay , các loại máy móc ít nhiều đều có tính chất tự động hoặc bán tự động . Đặc biệt trong lĩnh vực sản xuất hàng tiêu dùng và sản xuất thực phẩm , bán tự động . Đặc biệt trong lĩnh vực sản xuất hàng tiêu dùng và sản xuất thực phẩm , các hệ thống máy tự động đang ngày càng chiếm vai trò then chốt trong việc làm giảm các hệ thống máy tự động đang ngày càng chiếm vai trò then chốt trong việc làm giảm giá thành sản phẩm và tăng năng suất lao động . Đối với khâu đóng gói sản phẩm , việc giá thành sản phẩm và tăng năng suất lao động . Đối với khâu đóng gói sản phẩm , việc sử dụng các loại máy tự động để thay thế cho công việc đóng gói thủ công là một đều tất sử dụng các loại máy tự động để thay thế cho công việc đóng gói thủ công là một đều tất yếu vì đây là khâu tốn rất nhiều sức lao động cho những công việc lặp đi lặp lại một yếu vì đây là khâu tốn rất nhiều sức lao động cho những công việc lặp đi lặp lại một cách không cần thiết . cách không cần thiết . Do đó , trong hoàn cảnh nước ta hiện nay , nhu cầu đối với các loại máy đóng gói Do đó , trong hoàn cảnh nước ta hiện nay , nhu cầu đối với các loại máy đóng gói là rất lớn và rất đa dạng . Tuy nhiên , lâu nay thị trường này vốn thuộc về các nhà sản là rất lớn và rất đa dạng . Tuy nhiên , lâu nay thị trường này vốn thuộc về các nhà sản xuất thiết bị nước ngoài với rất nhiều ưu thế về công nghệ và kinh nghiệm , việc sản xuất thiết bị nước ngoài với rất nhiều ưu thế về công nghệ và kinh nghiệm , việc sản xuất máy móc trong nước thường không đáp ứng tốt về mặt chất lượng và năng suất mặc xuất máy móc trong nước thường không đáp ứng tốt về mặt chất lượng và năng suất mặc dù vẫn có ưu thế về giá thành . Vì vậy , đòi hỏi bức bách đối với lớp kỹ sư trẻ hiện nay dù vẫn có ưu thế về giá thành . Vì vậy , đòi hỏi bức bách đối với lớp kỹ sư trẻ hiện nay là phải thiết kế những loại máy ngày càng tốt hơn trên cơ sở kế thừa những thành tựu đã là phải thiết kế những loại máy ngày càng tốt hơn trên cơ sở kế thừa những thành tựu đã đạt được của những đàn anh đi trước và mạnh dạn áp dụng các tiến bộ kỹ thuật mới nhất đạt được của những đàn anh đi trước và mạnh dạn áp dụng các tiến bộ kỹ thuật mới nhất của thế giới vào việc thiết kế và tiến tới chế tạo các loại máy móc đa dạng đáp ứng nhu của thế giới vào việc thiết kế và tiến tới chế tạo các loại máy móc đa dạng đáp ứng nhu cầu của sản xuất và đời sống . cầu của sản xuất và đời sống . Mặc dù việc thiết kế các loại máy công nghiệp rất phức tạp và chắc chắn không Mặc dù việc thiết kế các loại máy công nghiệp rất phức tạp và chắc chắn không tránh khỏi sai xót do trình độ và kinh nghiệm thực tế của sinh viên nước ta vẫn còn thấp tránh khỏi sai xót do trình độ và kinh nghiệm thực tế của sinh viên nước ta vẫn còn thấp so với các nước, nhưng hy vọng rằng với sự dìu dắt của các thầy cô và sự nổ lực tự thân so với các nước, nhưng hy vọng rằng với sự dìu dắt của các thầy cô và sự nổ lực tự thân của các sinh viên trẻ , trong tương lai gần chúng ta sẽ tự sản xuất được những loại máy của các sinh viên trẻ , trong tương lai gần chúng ta sẽ tự sản xuất được những loại máy đáp ứng được đòi hỏi của thị trường . Một ngày nào đó , chúng ta sẽ bắt kịp trình độ đáp ứng được đòi hỏi của thị trường . Một ngày nào đó , chúng ta sẽ bắt kịp trình độ công nghệ của thế giới . Ngày đó sẽ đến ! công nghệ của thế giới . Ngày đó sẽ đến ! - 1 - Đồ án Môn học Tự động hóa sản xuất www.oto-hui.com Chương I Chương I NHỮNG VẤN ĐỀ CHUNG CỦA MÁY ĐÓNG GÓI NHỮNG VẤN ĐỀ CHUNG CỦA MÁY ĐÓNG GÓI Trong xã hội hiện nay , mọi sản phẩm sau khi sản xuất ra đều phải được bao Trong xã hội hiện nay , mọi sản phẩm sau khi sản xuất ra đều phải được bao gói dưới nhiều dạng khác nhau nhằm mục đích bảo quản sản phẩm lâu dài , giữ vệ sinh , gói dưới nhiều dạng khác nhau nhằm mục đích bảo quản sản phẩm lâu dài , giữ vệ sinh , tiện lợi trong vận chuyển , tăng tính thẩm mỹ cho sản phẩm . Mặt khác , đóng gói tiện lợi trong vận chuyển , tăng tính thẩm mỹ cho sản phẩm . Mặt khác , đóng gói cũng là một cách để định lượng nhất là đối với những mặt hàng tiêu dùng và thực cũng là một cách để định lượng nhất là đối với những mặt hàng tiêu dùng và thực phẩm . Tùy theo hình dạng và kết cấu của sản phẩm mà có những cách đóng gói khác phẩm . Tùy theo hình dạng và kết cấu của sản phẩm mà có những cách đóng gói khác nhau . Các loại máy đóng gói có thể được phân loại như sau : nhau . Các loại máy đóng gói có thể được phân loại như sau : - - Máy đóng gói vật liệu dạng khối : máy đóng gói mì ăn liền , bánh kẹo , xà Máy đóng gói vật liệu dạng khối : máy đóng gói mì ăn liền , bánh kẹo , xà bông … bông … - - Máy đóng gói vật liệu dạng lỏng : máy đóng gói sữa , dầu sa-tế , dầu gội đầu Máy đóng gói vật liệu dạng lỏng : máy đóng gói sữa , dầu sa-tế , dầu gội đầu … … - - Máy đóng gói vật liệu dạng rời : máy đóng gói đường , bột ngọt , cà phê , bột Máy đóng gói vật liệu dạng rời : máy đóng gói đường , bột ngọt , cà phê , bột giặt giặt Đối với máy đóng gói , khâu định lượng là khâu quan trọng nhất . Ứng với sai số Đối với máy đóng gói , khâu định lượng là khâu quan trọng nhất . Ứng với sai số cho phép , sẽ có những cách định lượng khác nhau nhưng căn bản được chia làm hai cho phép , sẽ có những cách định lượng khác nhau nhưng căn bản được chia làm hai dạng : định lượng theo thể tích và định lượng theo trọng lượng . dạng : định lượng theo thể tích và định lượng theo trọng lượng . Cơ cấu định lượng theo thể tích thường được dùng với vật liệu dạng rời , có ưu Cơ cấu định lượng theo thể tích thường được dùng với vật liệu dạng rời , có ưu điểm là đơn giản và dễ chế tạo nhưng không thể mang lại độ chính xác cao khi so sánh điểm là đơn giản và dễ chế tạo nhưng không thể mang lại độ chính xác cao khi so sánh với cơ cấu định lượng theo trọng lượng . Định lượng theo thể tích có thể dùng kiểu tang với cơ cấu định lượng theo trọng lượng . Định lượng theo thể tích có thể dùng kiểu tang quay , kiểu đĩa , kiểu vít xoắn , kiểu rung … quay , kiểu đĩa , kiểu vít xoắn , kiểu rung … Vật liệu để chế tạo cơ cấu định lượng dùng trong các máy đóng gói thực phẩm Vật liệu để chế tạo cơ cấu định lượng dùng trong các máy đóng gói thực phẩm thường là inox để đảm bảo tính thẩm mỹ cũng như chất lượng và vệ sinh thực phẩm . thường là inox để đảm bảo tính thẩm mỹ cũng như chất lượng và vệ sinh thực phẩm . Ngoài ra cũng có thể sử dụng nhựa hay các loại vật liệu khác nhưng không phổ biến . Ngoài ra cũng có thể sử dụng nhựa hay các loại vật liệu khác nhưng không phổ biến . Máy đóng gói thường gặp phải sai số ở bộ phận cắt bao (cắt không đúng vị trí vạch Máy đóng gói thường gặp phải sai số ở bộ phận cắt bao (cắt không đúng vị trí vạch đánh dấu) do đó phải có một cơ cấu làm nhiệm vụ bù trừ sai số này (có thể dùng hệ đánh dấu) do đó phải có một cơ cấu làm nhiệm vụ bù trừ sai số này (có thể dùng hệ thống bánh răng vi sai hoặc bù trong quá trình điều khiển) . thống bánh răng vi sai hoặc bù trong quá trình điều khiển) . Máy đóng gói cà phê được thiết kế trong đồ án này thuộc dạng máy đóng gói vật Máy đóng gói cà phê được thiết kế trong đồ án này thuộc dạng máy đóng gói vật liệu rời với kiểu định lượng bằng thể tích , có khả năng thay đổi trọng lượng cần định liệu rời với kiểu định lượng bằng thể tích , có khả năng thay đổi trọng lượng cần định lượng và thay đổi kích thuớc bao . lượng và thay đổi kích thuớc bao . - 2 - Đồ án Môn học Tự động hóa sản xuất www.oto-hui.com Chương II Chương II THIẾT KẾ SƠ BỘ MÁY ĐÓNG GÓI CÀ PHÊ THIẾT KẾ SƠ BỘ MÁY ĐÓNG GÓI CÀ PHÊ I . I . Yêu cầu kỹ thuật của máy Yêu cầu kỹ thuật của máy Máy dùng để đóng gói sản phẩm là gói cà phê ( ví dụ như cà phê Trung Máy dùng để đóng gói sản phẩm là gói cà phê ( ví dụ như cà phê Trung Nguyên) có trọng lượng 100 ÷ 500 g / gói , năng suất từ 30 đến 45 gói trong 1 phút với Nguyên) có trọng lượng 100 ÷ 500 g / gói , năng suất từ 30 đến 45 gói trong 1 phút với dạng bao có nếp gấp hai bên hông và ba đường hàn ( hai đầu bao và dọc theo chiều dạng bao có nếp gấp hai bên hông và ba đường hàn ( hai đầu bao và dọc theo chiều dài bao) với mặt cắt ngang có hình dạng như sau dài bao) với mặt cắt ngang có hình dạng như sau Hình 1 Hình 1 Chất liệu bao gói là màng OPP dạng cuộn có đường kính từ 250 ÷ 450 mm bề Chất liệu bao gói là màng OPP dạng cuộn có đường kính từ 250 ÷ 450 mm bề rộng bao là 230 mm rộng bao là 230 mm Kích thước của gói 100 g : Kích thước của gói 100 g : Hình 2 Hình 2 - 3 - Đồ án Môn học Tự động hóa sản xuất www.oto-hui.com Mặt cắt ngang của bao 100 g (khi được căng theo hai chiều) : Mặt cắt ngang của bao 100 g (khi được căng theo hai chiều) : Hình 3 Hình 3 Bề rộng các mép hàn là 10 mm , độ sai lệch cho phép là 0,5 mm . Bề rộng các mép hàn là 10 mm , độ sai lệch cho phép là 0,5 mm . Yêu cầu quan trọng của máy là phải cắt bao đúng vị trí những đường vạch trên mép Yêu cầu quan trọng của máy là phải cắt bao đúng vị trí những đường vạch trên mép bao (vạch màu trắng trên nền nâu) do đó cần có các cảm biến nhận diện vị trí cắt và phải bao (vạch màu trắng trên nền nâu) do đó cần có các cảm biến nhận diện vị trí cắt và phải tiến hành bù trừ đi sai số phát sinh do việc chế tạo máy không chính xác , sai số do in sai tiến hành bù trừ đi sai số phát sinh do việc chế tạo máy không chính xác , sai số do in sai vị trí vạch , sai số do biến dạng nhiệt của bao và của máy . vị trí vạch , sai số do biến dạng nhiệt của bao và của máy . Nhiệt độ cần thiết để hàn bao là khoảng 160ºC Nhiệt độ cần thiết để hàn bao là khoảng 160ºC Khung máy làm bằng thép ống vuông 40×40 mm gắn với nhau bằng mối hàn và Khung máy làm bằng thép ống vuông 40×40 mm gắn với nhau bằng mối hàn và được bọc bên ngoài bằng tole inox 1.5 mm . được bọc bên ngoài bằng tole inox 1.5 mm . Tấm đỡ các trục là thép tấm dày 8 mm được hàn vào khung máy . Đế của Tấm đỡ các trục là thép tấm dày 8 mm được hàn vào khung máy . Đế của khung máy cũng được làm bằng thép tấm 10 mm . khung máy cũng được làm bằng thép tấm 10 mm . Do yêu cầu về mặt chất lượng cà phê và đảm bảo vệ sinh thực phẩm nên các cơ cấu Do yêu cầu về mặt chất lượng cà phê và đảm bảo vệ sinh thực phẩm nên các cơ cấu tiếp xúc trực tiếp với bao gói và cà phê như các con lăn căng bao , bộ phận tạo hình , tiếp xúc trực tiếp với bao gói và cà phê như các con lăn căng bao , bộ phận tạo hình , phễu cấp liệu , trục con lăn ép , mâm gạt bột , cơ cấu định lượng đều được làm bằng phễu cấp liệu , trục con lăn ép , mâm gạt bột , cơ cấu định lượng đều được làm bằng inox . inox . Dưới chân máy có thể lắp các bánh xe để di chuyển tiện lợi . Dưới chân máy có thể lắp các bánh xe để di chuyển tiện lợi . Máy không được quá cao gây khó khăn cho quá trình cấp liệu . Máy không được quá cao gây khó khăn cho quá trình cấp liệu . Ngoài ra , còn có các yêu cầu về mặt thẩm mỹ và kết cấu hợp lý để khi vận hành Ngoài ra , còn có các yêu cầu về mặt thẩm mỹ và kết cấu hợp lý để khi vận hành người công nhân không bị vướng víu gây khó khăn , yêu cầu về việc vận hành phải đơn người công nhân không bị vướng víu gây khó khăn , yêu cầu về việc vận hành phải đơn giản , bảo quản và bảo dưỡng máy dễ dàng . giản , bảo quản và bảo dưỡng máy dễ dàng . - 4 - Đồ án Môn học Tự động hóa sản xuất www.oto-hui.com II. II. Các phương án thiết kế máy Các phương án thiết kế máy 1) 1) Phương án 1 – Máy đóng gói hoạt động theo nhịp Phương án 1 – Máy đóng gói hoạt động theo nhịp Ở phương án này máy hoạt động theo nhịp sản xuất được tạo bởi ly hợp hay cơ cấu Ở phương án này máy hoạt động theo nhịp sản xuất được tạo bởi ly hợp hay cơ cấu Man . Vì làm việc theo nhịp , lực căng của cuộn bao gói sẽ thay đổi liên tục do đó cần Man . Vì làm việc theo nhịp , lực căng của cuộn bao gói sẽ thay đổi liên tục do đó cần có cơ cấu điều hòa lực căng để máy hoạt động chính xác . Ưu điểm của dạng thiết kế có cơ cấu điều hòa lực căng để máy hoạt động chính xác . Ưu điểm của dạng thiết kế này là hệ thống điều khiển đơn giản , mỗi khi cảm biến quang phát hiện thấy vạch định này là hệ thống điều khiển đơn giản , mỗi khi cảm biến quang phát hiện thấy vạch định vị thì bộ phận điều khiển phát lệnh cấp liệu và hàn (hàn dọc bao và hàn hai đầu bao đều vị thì bộ phận điều khiển phát lệnh cấp liệu và hàn (hàn dọc bao và hàn hai đầu bao đều bằng thanh kẹp , không dùng con lăn) do đó không cần hệ thống bù vi sai , hoạt động bằng thanh kẹp , không dùng con lăn) do đó không cần hệ thống bù vi sai , hoạt động chính xác hơn . Nhược điểm lớn nhất của loại này là năng suất không cao do có những chính xác hơn . Nhược điểm lớn nhất của loại này là năng suất không cao do có những khoảng thời gian chờ giữa các động tác của các cơ cấu do ảnh hưởng của quán tính . khoảng thời gian chờ giữa các động tác của các cơ cấu do ảnh hưởng của quán tính . 2) 2) Phương án 2 – Máy đóng gói hoạt động liên tục Phương án 2 – Máy đóng gói hoạt động liên tục Đây là phương án được dùng phổ biến vì cho năng suất cao . Đặc điểm của hệ Đây là phương án được dùng phổ biến vì cho năng suất cao . Đặc điểm của hệ thống loại này là luôn luôn xuất hiện sai số ở vị trí cắt giữa các gói , sai số này xuất hiện thống loại này là luôn luôn xuất hiện sai số ở vị trí cắt giữa các gói , sai số này xuất hiện do nhiều nguyên nhân , trong đó hai nguyên nhân chủ yếu là sai số hệ thống của máy và do nhiều nguyên nhân , trong đó hai nguyên nhân chủ yếu là sai số hệ thống của máy và sai số ngẫu nhiên ở khoảng cách của hai vạch liên tiếp trên bao gói (do sự biến dạng sai số ngẫu nhiên ở khoảng cách của hai vạch liên tiếp trên bao gói (do sự biến dạng nhiệt hoặc do in sai vị trí) . Do đó hệ thống này đòi hỏi phải có cơ cấu bù trừ sai số này, nhiệt hoặc do in sai vị trí) . Do đó hệ thống này đòi hỏi phải có cơ cấu bù trừ sai số này, cơ cấu này sẽ hoạt động liên tục làm cho sai số dao động trong một phạm vi cho phép . cơ cấu này sẽ hoạt động liên tục làm cho sai số dao động trong một phạm vi cho phép . Ngoài ra ta cũng có thể bù trừ sai số này bằng giải thuật điều khiển . Ngoài ra ta cũng có thể bù trừ sai số này bằng giải thuật điều khiển . Qua phân tích ở trên , ta thấy phương án hai đáng lựa chọn hơn vì trong hoạt động Qua phân tích ở trên , ta thấy phương án hai đáng lựa chọn hơn vì trong hoạt động sản xuất ngày nay , yếu tố năng suất luôn được đặt lên hàng đầu và việc chế tạo hệ thống sản xuất ngày nay , yếu tố năng suất luôn được đặt lên hàng đầu và việc chế tạo hệ thống bù trừ sai số vị trí cắt cũng không quá phức tạp . Như vậy phương án hai sẽ được sử bù trừ sai số vị trí cắt cũng không quá phức tạp . Như vậy phương án hai sẽ được sử dụng trong khuôn khổ đồ án này với việc bù trừ sai số bằng giải thuật điều khiển . dụng trong khuôn khổ đồ án này với việc bù trừ sai số bằng giải thuật điều khiển . III . III . Nguyên lý làm việc của máy Nguyên lý làm việc của máy Sơ đồ nguyên lý của máy : Sơ đồ nguyên lý của máy : - 5 - Đồ án Môn học Tự động hóa sản xuất www.oto-hui.com Hình 4 Hình 4 Bao cuộn được đưa vào trục đỡ có gắn bạc chặn hai đầu 1, đầu bao được kéo qua Bao cuộn được đưa vào trục đỡ có gắn bạc chặn hai đầu 1, đầu bao được kéo qua các con lăn căng bao 2 và con lăn đều hòa lực căng bao bằng trọng lượng trục đến bộ các con lăn căng bao 2 và con lăn đều hòa lực căng bao bằng trọng lượng trục đến bộ phận tạo hình ban đầu 4 rồi đến bộ phận tạo hình chính 5 . Tại đây bao được uốn theo phận tạo hình ban đầu 4 rồi đến bộ phận tạo hình chính 5 . Tại đây bao được uốn theo hình dáng yêu cầu rồi đưa qua cặp con lăn ép 6 tạo nếp để đến phễu cấp liệu 7 . Sau đó hình dáng yêu cầu rồi đưa qua cặp con lăn ép 6 tạo nếp để đến phễu cấp liệu 7 . Sau đó bao được kéo cuốn qua cảm biến quang 8 để xác định chiều dài bao , tiếp tục đến cặp bao được kéo cuốn qua cảm biến quang 8 để xác định chiều dài bao , tiếp tục đến cặp con lăn hàn 9 ( hàn dọc chiều dài bao) , rồi đến cặp con lăn cuốn bao 10 (là nguồn động con lăn hàn 9 ( hàn dọc chiều dài bao) , rồi đến cặp con lăn cuốn bao 10 (là nguồn động lực kéo bao) . Cuối cùng bao đi đến bộ phận hàn đáy bao 11 (đồng thời hàn đầu bao của lực kéo bao) . Cuối cùng bao đi đến bộ phận hàn đáy bao 11 (đồng thời hàn đầu bao của bao trước đó) và cắt . Kết hợp với chuyển động cuốn bao và cắt bao là chuyển động theo bao trước đó) và cắt . Kết hợp với chuyển động cuốn bao và cắt bao là chuyển động theo - 6 - Đồ án Môn học Tự động hóa sản xuất www.oto-hui.com nhịp của cửa cấp liệu và chuyển động quay để trộn và cấp liệu của mâm gạt bột 13 đặt nhịp của cửa cấp liệu và chuyển động quay để trộn và cấp liệu của mâm gạt bột 13 đặt bên dưới thùng chứa liệu 12 . bên dưới thùng chứa liệu 12 . Bao được định hình bởi bộ phận tạo hình có hình dạng như sau : Bao được định hình bởi bộ phận tạo hình có hình dạng như sau : Hình 5 Hình 5 Bộ phận tạo hình được lắp trên các rãnh trượt để có thể điều chỉnh ra vào , lên Bộ phận tạo hình được lắp trên các rãnh trượt để có thể điều chỉnh ra vào , lên xuống để phù hợp với sự chuyển động của bao . xuống để phù hợp với sự chuyển động của bao . Nhiệt độ để hàn loại bao này khoảng 160°C . Bao được hàn mí (dọc bao) thông Nhiệt độ để hàn loại bao này khoảng 160°C . Bao được hàn mí (dọc bao) thông qua cặp con lăn hàn bao được gia nhiệt bằng điện trở gắn ở lòng trục con lăn (điện trở qua cặp con lăn hàn bao được gia nhiệt bằng điện trở gắn ở lòng trục con lăn (điện trở không quay theo con lăn) , bề mặt con lăn có khía nhám để bao không trượt và để truyền không quay theo con lăn) , bề mặt con lăn có khía nhám để bao không trượt và để truyền nhiệt tốt hơn . Hai đầu bao được hàn bằng cặp má hàn làm bằng đồng (Cu) được gia nhiệt tốt hơn . Hai đầu bao được hàn bằng cặp má hàn làm bằng đồng (Cu) được gia nhiệt bằng điện trở đặt bên trong và trượt (nhờ lực của cặp xylanh khí nén) trên cùng nhiệt bằng điện trở đặt bên trong và trượt (nhờ lực của cặp xylanh khí nén) trên cùng một đường ray là hai thanh ray hình trụ gắn theo phương ngang và song song với nhau một đường ray là hai thanh ray hình trụ gắn theo phương ngang và song song với nhau như hình vẽ sau như hình vẽ sau - 7 - Đồ án Môn học Tự động hóa sản xuất www.oto-hui.com Hình 6 Hình 6 Bộ phận định lượng là một hộp vuông có thể tích chứa đủ lượng vật liệu cần cấp Bộ phận định lượng là một hộp vuông có thể tích chứa đủ lượng vật liệu cần cấp cho mỗi gói . Hộp định lượng cho mỗi gói . Hộp định lượng (hình 7) (hình 7) được đẩy bởi một xylanh khí nén làm hộp được đẩy bởi một xylanh khí nén làm hộp di chuyển qua lại giữa cửa cấp và cửa xả . Để cho cà phê không đóng thành vòm trên di chuyển qua lại giữa cửa cấp và cửa xả . Để cho cà phê không đóng thành vòm trên cửa cấp (hiện tượng rất thường gặp đối với vật liệu rời) và để trộn di chuyển vật liệu từ cửa cấp (hiện tượng rất thường gặp đối với vật liệu rời) và để trộn di chuyển vật liệu từ những nơi khác đến cửa cấp liệu ta dùng một cơ cấu tay gạt quay quanh tâm của thùng những nơi khác đến cửa cấp liệu ta dùng một cơ cấu tay gạt quay quanh tâm của thùng chứa liệu với tốc độ được điều chỉnh bằng biến tần sao cho phù hợp với tốc độ đóng mở chứa liệu với tốc độ được điều chỉnh bằng biến tần sao cho phù hợp với tốc độ đóng mở của cửa cấp liệu (chỉ cần phù hợp một cách tương đối) . của cửa cấp liệu (chỉ cần phù hợp một cách tương đối) . Hình 8 Hình 8 - 8 - Đồ án Mơn học Tự động hóa sản xuất www.oto-hui.com Hình dáng trục con lăn ép mí bao như sau : Hình dáng trục con lăn ép mí bao như sau : Ổ trượt Ống chứa cuộn điện trở Hình 9 Hình 9 Vì trục con lăn hàn mí bao hoạt động ở nhiệt độ cao (khoảng 160°C) nên ta khơng Vì trục con lăn hàn mí bao hoạt động ở nhiệt độ cao (khoảng 160°C) nên ta khơng dùng ổ lăn mà dùng ổ trượt (bạc thau) tự chế tạo và được chỉnh sửa kỹ trong q trình dùng ổ lăn mà dùng ổ trượt (bạc thau) tự chế tạo và được chỉnh sửa kỹ trong q trình chạy thử máy để đảm bảo máy hoạt động tốt ở nhiệt độ u cầu . chạy thử máy để đảm bảo máy hoạt động tốt ở nhiệt độ u cầu . Do sự sai lệch ngẫu nhiên của khoảng cách giữa hai vạch chia liên tiếp trên chiều Do sự sai lệch ngẫu nhiên của khoảng cách giữa hai vạch chia liên tiếp trên chiều dài bao và sai số trong việc chế tạo các chi tiết cơ khí của máy nên sau một thời gian dài bao và sai số trong việc chế tạo các chi tiết cơ khí của máy nên sau một thời gian vận hành máy sẽ xuất hiện sai lệch cắt bao do đó đòi hỏi phải có một cơ cấu bù sai vận hành máy sẽ xuất hiện sai lệch cắt bao do đó đòi hỏi phải có một cơ cấu bù sai số. Thơng thường có hai dạng bù sai số là bù bằng cơ khí và bù bằng điều khiển . Trong số. Thơng thường có hai dạng bù sai số là bù bằng cơ khí và bù bằng điều khiển . Trong khn khổ đồ án này tơi xin chọn phương pháp bù bằng cách thay đổi thời gian đóng khn khổ đồ án này tơi xin chọn phương pháp bù bằng cách thay đổi thời gian đóng mở cửa cấp liệu và đóng mở hệ thống hàn và cắt đáy bao thơng qua một encoder đo góc mở cửa cấp liệu và đóng mở hệ thống hàn và cắt đáy bao thơng qua một encoder đo góc quay của trục cuốn kết hợp với cảm biến quang nhận diện chiều dài bao và cảm biến từ quay của trục cuốn kết hợp với cảm biến quang nhận diện chiều dài bao và cảm biến từ gắn ở bộ phận hàn và cắt bao . gắn ở bộ phận hàn và cắt bao . Động cơ cần nhiều tốc độ hoạt động (để tiện cho việc cân chỉnh máy và lắp đặt bao Động cơ cần nhiều tốc độ hoạt động (để tiện cho việc cân chỉnh máy và lắp đặt bao gói và hệ thống lúc đầu mỗi chu kỳ hoạt động) nên ta cần dùng bộ phận thay đổi tốc độ gói và hệ thống lúc đầu mỗi chu kỳ hoạt động) nên ta cần dùng bộ phận thay đổi tốc độ động cơ , trong trường hợp này ta dùng biến tần . Biến tần hoạt động theo ngun lý động cơ , trong trường hợp này ta dùng biến tần . Biến tần hoạt động theo ngun lý thay đổi tần số cung cấp cho động cơ dẫn đến làm thay đổi vận tốc động cơ . thay đổi tần số cung cấp cho động cơ dẫn đến làm thay đổi vận tốc động cơ . - 9 - Đồ án Môn học Tự động hóa sản xuất www.oto-hui.com Chương III Chương III TÍNH TOÁN THIẾT KẾ MÁY TÍNH TOÁN THIẾT KẾ MÁY I. I. Tính động học máy Tính động học máy Năng suất của máy : khoảng 40 gói/phút . Năng suất của máy : khoảng 40 gói/phút . Động cơ được sử dụng là loại động cơ ba pha không đồng bộ . Do yêu cầu cần có Động cơ được sử dụng là loại động cơ ba pha không đồng bộ . Do yêu cầu cần có những tốc độ khác nhau khi vận hành và điều chỉnh máy nên động cơ được điều chỉnh những tốc độ khác nhau khi vận hành và điều chỉnh máy nên động cơ được điều chỉnh tốc độ bằng biến tần . tốc độ bằng biến tần . Chọn sơ bộ vận tốc động cơ là 1420 vòng/phút . Chọn sơ bộ vận tốc động cơ là 1420 vòng/phút . Để thuận lợi trong tính toán và thiết kế ta chọn chu vi con lăn cuốn bằng chiều Để thuận lợi trong tính toán và thiết kế ta chọn chu vi con lăn cuốn bằng chiều dài bao tức là bằng 195 mm . Vì vậy đường kính con lăn cuốn bao sẽ là : dài bao tức là bằng 195 mm . Vì vậy đường kính con lăn cuốn bao sẽ là : d d cc cc = 0,195/ = 0,195/ π = 62,07 mm = 62,07 mm Lấy d Lấy d cc cc = 62 mm . Sai số sẽ được bù trừ bằng hệ thống bù sai số hoạt động theo = 62 mm . Sai số sẽ được bù trừ bằng hệ thống bù sai số hoạt động theo một encoder đo góc . một encoder đo góc . Đường kính con lăn hàn bao : Đường kính con lăn hàn bao : d d ch ch = 76 mm . = 76 mm . Tỷ số truyền từ động cơ chính đến trục cuốn : Tỷ số truyền từ động cơ chính đến trục cuốn : u u t t = 1420/40= 35,5 = 1420/40= 35,5 Để phù hợp với thực tế chọn tỷ số truyền là 35 . Để phù hợp với thực tế chọn tỷ số truyền là 35 . Chọn tỷ số truyền của bộ truyền xích chính là u Chọn tỷ số truyền của bộ truyền xích chính là u x x = 2,5 . = 2,5 . Suy ra tỷ số truyền của hộp giảm tốc u Suy ra tỷ số truyền của hộp giảm tốc u h h = 35/2,5 = 14 . = 35/2,5 = 14 . Ở đây ta sử dụng loại động cơ có gắn sẵn hộp giảm tốc với u Ở đây ta sử dụng loại động cơ có gắn sẵn hộp giảm tốc với u h h = 14 = 14 Vậy số vòng quay trục cuốn ứng với tỷ số truyền được chọn như sau Vậy số vòng quay trục cuốn ứng với tỷ số truyền được chọn như sau n n cc cc = 1420/35 = 40,57 gói/phút . = 1420/35 = 40,57 gói/phút . Năng suất thực tế ứng với số vòng quay trục cuốn : Năng suất thực tế ứng với số vòng quay trục cuốn : - 10 - [...]... Mơn học Tự động hóa sản xuất www.oto-hui.com T1 Biế n tầ n 1R N 2R N 3R N T2 1R N 2R N 3R N Hình 10 M1 – Động cơ cuốn bao M2 – Động cơ quay mâm gạt bột T1 và T2 – Các tiếp điểm của khởi động từ - 20 - M 1 M 2 Đồ án Mơn học Tự động hóa sản xuất www.oto-hui.com * Mạch điều khiển (dùng PLC) : - 21 - Đồ án Mơn học Tự động hóa sản xuất www.oto-hui.com Chú thích : - X1 : Tín hiệu xung của encoder - X2 :... ban đầu - Kiểm tra lại nhiệt độ của các bộ phận hàn - Cuối cùng cho máy hoạt động đúng cơng suất - Thường xun theo dõi hoạt động của máy kết hợp với việc cấp liệu khi máy cấp gần hết cà phê trong thùng cấp liệu - 23 - Đồ án Mơn học Tự động hóa sản xuất www.oto-hui.com II Bảo dưỡng máy Để máy hoạt động tốt cần thực hiện các biện pháp sau : - Làm vệ sinh máy trước và sau mỗi ca làm việc - Kiểm tra... cắt - X3 : Tín hiệu của cảm biến từ xác định vị trí đóng của bộ phận hàn- Y0 : Ngõ ra điều khiển đóng mở bộ phận hàn-cắt và cửa cấp liệu - 22 - Đồ án Mơn học Tự động hóa sản xuất www.oto-hui.com Chương IV VẬN HÀNH VÀ BẢO DƯỠNG I Vận hành máy Khi vận hành máy cần thực hiện theo các bước sau : - Điều chỉnh lực ép giữa hai con lăn cuốn bao và hai con lăn hàn bao nếu cần thiết - Lắp cuộn bao gói vào... tra dầu mở của hộp giảm tốc và các trục cuốn - Khơng để cà phê dính vào các bộ phận chuyển động của máy - Thường xun kiểm tra hệ thống điện và đảm bảo máy khơng bị vơ nước trong mọi trường hợp - Kiểm tra định kỳ các bộ phận khí nén , hệ thống cấp nhiệt - 24 - Đồ án Mơn học Tự động hóa sản xuất www.oto-hui.com Lời kết luận Tài liệu tham khao Mục lục - 25 - ... trục động cơ P2 = P1/( ηbr2×ηol2) = 0,0148 kW Với cơng suất trên ta chọn động cơ (hoặc loại khác tương đương) - 17 - Đồ án Mơn học Tự động hóa sản xuất www.oto-hui.com Ngồi ra còn có lực cần thiết để quay mâm gạt bột , lực này phải đủ lớn để chống lại lực cản của khối lượng cà phê chứa trong thùng cấp liệu III Hệ thống thiết bị sử dụng khí nén của máy Máy được trang bị ba xylanh khí nén : - Xylanh đóng. .. bao Cuối cùng bao được luồn qua cặp con lăn cuốn bao - Kiểm tra độ căng của bao - Cân chỉnh lại vị trí của bộ phận tạo hình nếu cần thiết - Đóng cầu dao điện nguồn cung cấp cho máy - Bậc cơng tắc tổng (cơng tắc an tồn) - Kiểm tra đèn báo pha , chỉ cho máy hoạt động khi cả ba đèn báo pha sáng - Cho cụm mâm gạt hoạt động - Cho tồn bộ hệ thống hoạt động ở tốc độ nhỏ chờ cho nhiệt độ của hệ thống hàn...Đồ án Mơn học Tự động hóa sản xuất www.oto-hui.com N = 40,57×π×0,062/0,195 = 40,52 gói/ phút Thời gian đóng gói một bao cà phê T = 60/40,52 = 1,48 s Tốc độ quay của mâm gạt bột (4 tay gạt bột) bằng 1/4 tốc độ quay của trục cuốn bao , được tạo bởi một động cơ tích hợp hộp giảm tốc thứ hai hoạt động độc lập với hệ thống cuốn bao nhưng tốc độ cũng được điều... Fms3 = 90,5 + 3,2 = 93,7N Lực kéo cần thiết của động cơ sau trục cuốn (trừ đi hao phí trên cặp ổ trượt của cặp con lăn dẫn bao trước encoder , cặp ổ trượt trên trục hàn bao , cặp ổ lăn trên trục cuốn bao) - 16 - Đồ án Mơn học Tự động hóa sản xuất www.oto-hui.com F7 = F6/(ηol×ηot2) = 98,6N 7 Trọng lượng của bao cà phê chưa cắt Trọng lượng này cùng chiều với lực kéo của động cơ , do đó nó có tác dụng giảm... nhiệt độ cần thiết để hàn bao (khoảng 160°C) tức là phải trừ đi lượng nhiệt mất mát do tỏa nhiệt ra mơi trường xung quanh (gồm truyền vào khơng khí và truyền vào hộp chứa con lăn) Ở đây do lượng nhiệt cung cấp cho bao gói khơng lớn nên ta có thể bỏ qua lượng nhiệt này hoặc chỉ cần nhân thêm hệ số khi tính tốn - 18 - Đồ án Mơn học Tự động hóa sản xuất www.oto-hui.com V Hệ thống điều khiển Máy được điều... : - 12 - Đồ án Mơn học Tự động hóa sản xuất www.oto-hui.com Mqt R r m F1 F1 – lực kéo của động cơ tác động lên cuộn bao Mqt – mơmen qn tính của cuộn bao đối với tâm trục quay m – khối lượng của cuộn bao Từ phương trình cân bằng mơmen quanh trục quay ta xác định được F : F1 = Mqt Jz × ε Jz × a m × a × R 2 = = 2 = = 0,72N R R R 2× R2 Trong cơng thức trên a là gia tốc dài của bao , vì thời gian mở máy . bao . - 2 - Đồ án Môn học Tự động hóa sản xuất www.oto-hui.com Chương II Chương II THIẾT KẾ SƠ BỘ MÁY ĐÓNG GÓI CÀ PHÊ THIẾT KẾ SƠ BỘ MÁY ĐÓNG GÓI CÀ PHÊ I . I . Yêu cầu kỹ thuật của máy Yêu. … bông … - - Máy đóng gói vật liệu dạng lỏng : máy đóng gói sữa , dầu sa-tế , dầu gội đầu Máy đóng gói vật liệu dạng lỏng : máy đóng gói sữa , dầu sa-tế , dầu gội đầu … … - - Máy đóng gói vật. quá trình điều khiển) . Máy đóng gói cà phê được thiết kế trong đồ án này thuộc dạng máy đóng gói vật Máy đóng gói cà phê được thiết kế trong đồ án này thuộc dạng máy đóng gói vật liệu rời với