Đồ án Thiết kế hệ thống định hướng và chiết nhớt cho bình không đối xứng

ĐỒ ÁN MÔN HỌC TỰ ĐỘNG HÓA SẢN XUẤT THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐỊNH HUỚNG VÀ CHIẾT NHỚT CHO BÌNH KHÔNG ĐỐI XỨNG Sinh viên thực hiện: Kiều Nhân Nguyễn MSSV: 20601643 Nguyễn Văn Thùy MSSV: 20603047 Người hướng dẫn : Võ Anh Huy Ký tên: Ngày bắt đầu: 08/03/2010 Ngày kết thúc: …………………… Ngày bảo vệ: …………………………………. Hệ thống thiết kế bao gồm: Hệ thống cấp phôi. Nguyên lý làm việc các bộ phận cơ khí. Thiết kế, tính toán hệ thống truyền động cho các cụm làm việc. Bố trí các biến, vị trí, vận tốc … Chọn bộ điều khiển (nếu có). Các thành phần thiết kế cho theo yêu cầu sau: Dựa trên yêu cầu về sản phẩm, chi tiết cần định hướng hoặc cấp phôi lựa chọn, tính toán và thiết kế nguyên lý các cụm máy hoặc thiết bị làm việc theo yêu cầu. KẾT QUẢ YÊU CẦU: 01 tập thuyết minh (khổ A4, 30 đến 40 trang) 01 đến 02 bản vẽ (A3), sơ đồ nguyên lý và sơ đồ động học. 01 file *.avi mô phỏng hoạt động. NỘI DUNG THUYẾT MINH VÀ TIẾN ĐỘ THỰC HIỆN N  Tuần lễ  Nội dung thực hiện   1  02-03  Tổng quan tìm hiểu về phương án sản xuất được giao   2  04-05  Lên phương án và chọn phương án khả thi   3  06  Thiết kế sơ đồ nguyên lý   4  07  Thiết kế sơ đồ động học   5  08-09  Thiết kế phần điều khiển (nếu có)   6  10-11  Tính toán động học   7  12-13  Mô phỏng chuyển động 2D, 3D (autocard, Solid work,…) và kết luận.(nếu có)   8  14  Chuẩn bị bảo vệ.   MỤC LỤC LỜI NÓI ĐẦU……………………………………………………………...3 GIỚI THIỆU VỀ HỆ THỐNG VÀ NHIỆM VỤ CỦA ĐỀ TÀI........................................................................................................4 PHÂN TÍCH VÀ LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN ĐỊNH HƯỚNG VÀ CHIẾT NHỚT………………………………………………………………..6 TÍNH TOÁN THÔNG SỐ KỸ THUẬT CỦA HỆ THỐNG………………………………………………….…………...18 TÀI LIỆU THAM KHẢO ………………………………………..…..50 LỜI NÓI ĐẦU Khoa học kỹ thuật ngày càng phát triển giúp tiện ích trong sinh hoạt , linh hoạt trong sản xuất. Do đó, hầu hết trong các nhà máy công nghiệp đều ứng dụng khoa học nhằm tăng năng suất , chất lượng sản phẩm đảm bảo. Muốn làm được điều đó không thể không thực hiện tự động hóa , vì tự động hóa là phương án duy nhất nâng cao năng suất, chất lượng sản phẩm. Từ thực tế đó, bộ môn tự động hóa ra đời cùng với môn đồ án tự động hóa nhằm nâng cao nhận thức và kiến thức sinh viên tạo những hành trang vững chắc bước vào đời. Đồ án hoàn thành dưới sự hướng dẫn tận tình của quí thầy cô bộ môn nói chung, cùng sự tận tụy thầy Võ Anh Huy nói riêng . Chúng em chân thành cảm ơn những tình cảm, những kiến thức quí báo của quí thầy cô dành cho chúng em trong suốt quá trình làm đồ án. Nhóm sinh viên thực hiện Chương I : Giôùi thieäu veà heä thoáng vaø nhieäm vuï cuûa ñeà taøi. Hệ thống định huớng bình không đối xứng (bình nhớt Castrol) Các chai Castrol sau khi sản xuất ở nhiều nơi hay do tại cơ sở sản xuất luôn ở trang thái lộn xộn không theo thứ tự nhất định trên dây chuyền cung cấp cho hệ thống chiết và đống nắp.Do đó để tăng năng suất cho hệ thống chiêt,đống nắp thì cần có một hệ thống tự động hay bán tự động định hướng các chai đó theo thứ tự nhất định.Dây chuyền tự động định hướng chai thường sử dụng rộng rải trong các công ty lớn như Peis,Nhớt Catrol,bia…….. Trong đề tài chúng em làm hệ thống định hướng cho bình không đối xứng cụ thể là chai Castrol 1 lit có nhiều phương pháp định hướng như dùng băng tải,cơ cấu cơ khí,cảm biến……Ở đây chỉ giới hạn dùng cơ cấu cơ khí,thủy lực khí nén. Heä thoáng chieát chaát loûng .
Caùc saûn phaåm döôùi daïng loûng sau khi ñöôïc saûn xuaát, cheá bieán caàn phaûi ñöôïc chöùa trong nhöõng bình chöùa coù dung tích nhaát ñònh. Trong caùc ngaønh nhö ngaønh döôïc, ngaønh saûn xuaát thöïc phaåm döôùi daïng loûng, ngaønh khai thaùc vaø cheá bieán daàu khí thì vieäc öùng duïng chieát töï ñoäng laø raát caàn thieát, ñaûm baûo ñoä chính xaùc veà theå tích, giöõ veä sinh cho saûn phaåm, taêng naêng suaát . Coù nhieàu loaïi hình daùng bình chöùa: Tuyø theo naêng suaát yeâu caàu cuõng nhö ñaëc tính cuûa loaïi chaát loûng caàn chieát ta coù caùc thieát bò chieát khaùc nhau. Khi caàn chieát vôùi naêng suaát cao thì caùc maùy chieát töï ñoäng coù theå coù 2, 3, ..6, 8 voøi chieát ñoàng thôøi vaø söû duïng thieát bò vaän chuyeån chai laø baêng taûi, hoaëc neáu kích thöôùc thuøng chöùa lôùn coù theå duøng heä thoáng caùc con laên ñeå vaän chuyeån.
Hình 1.3. Heä thoáng chieát 2 voøi phun
Hình 1.4. Heä thoáng chieát 4 voøi phun Nhieäm vuï cuûa ñeà taøi: Trong phaïm vi đồ án cuûa mình, em thöïc hieän thieát keá heä thoáng töï ñoäng. Yeâu caàu kyõ thuaät cuûa heä thoáng chieát nhôùt töï ñoäng: Naêng suaát : 1000 chai/ giôø. Dung tích bình chöùa 1 lít. Chương II: Phân Tích Và Lựa Chọn Hệ Thống Định Hướng Và Chiết Nhớt 1. Phaân tích quy trình cuûa heä thoáng. Töø yeâu caàu kyõ thuaät cuûa heä thoáng chieát, qua phaân tích heä thoáng chieát phaûi goàm coù caùc boä phaän sau: Cuïm vaän chuyeån định hướng chai. Cuïm ñònh löôïng nhôùt (1 lít). Cuïm chieát nhôùt . Ngoaøi ra heä thoáng caàn phaûi coù boä phaän ñieàu khieån, caùc coâng taéc haønh trình, caûm bieán ñeám chai… 2 Quy trình thieát bò cuûa heä thoáng.
Hình 2.1. Quy trình thieát bò cuûa heä thoáng 2. Sơ đồ khối nguyên lý của hệ thống định hướngchai:
3. Sô boä nguyeân lyù hoaït ñoäng cuûa heä thoáng chieát
Hình 2.2. Sô ñoà hoaït ñoäng cuûa heä thoáng Sau khi khôûi ñoäng, chai ñöôïc caáp leân baêng taûi, baêng taûi chuyeån ñoäng vaän chuyeån chai ñeán cuïm chieát, khi caûm bieán ñeám ñaàu tieân phaùt hieän chai xy lanh khí neùn thöù 2 seõ ñaåy taám chaën chai laøm chai döøng laïi. Trong luùc ñoù caùc chai phía sau vaãn tieáp tuïc chuyeån ñoäng treân baêng taûi (baêng taûi chuyeån ñoäng lieân tuïc ), khi caûm bieán ñeám ñuû 6 chai, xy lanh thöù nhaát seõ ñaåy taám chaën chai coøn laïi nhaèm coá ñònh vò trí cuûa 6 chai, caùc chai phía sau seõ chuyeån ñoäng tröôït treân baêng taûi, sau ñoù cô caáu ñònh vò coå chai ñöôïc taùc ñoäng, ñoàng thôøi vôùi quaù trình naøy thì taïi cuïm ñònh löôïng, daàu ñaõ ñöôïc chaûy xuoáng xy lanh ñònh löôïng, khi daàu ñaõ ñöôïc ñònh löôïng xong, piston trong xy lanh ñònh löôïng seõ chuyeån ñoäng ñi leân, ñaåy daàu töø xy lanh ñònh löôïng sang cuïm chieát, thoâng qua van phaân phoái vaø voøi phun beân cuïm chieát, daàu chaûy vaøo chai. Khi chieát xong, xy lanh thöù 2 lui laïi ñeå caùc chai tieáp tuïc chuyeån ñoäng tôùi cuïm caáp naép, khi ñi qua cuïm caáp naép chai seõ ñöôïc chuyeån sang cuïm ñoùng naép vaø sau ñoù seõ ñeán boä phaän khaùc (kieåm tra, ñoùng goùi..). Phaân tích vaø löïa choïn phöông aùn cho caùc cuïm định hướng chai. Trong thực tế có rất nhiều phương an để lựa chọn cho việc dịnh hướng chai nhớt không đối xương.Trong đề tài này theo tìm hiểu của chúng em đã lựa chọn các phương án sau: Phiểu cấp phôi: Phương án 1:
Dùng đỉa quay để cấp phôi xuống băng tải: Nguyên lý:các chai được thả tự do vào trong thùng ở trạng thái tự do nhờ công nhân với số lượng lớn.Các chai được nằm tự do trên đỉa quay.Khi động cơ hoặt động sẻ kéo đỉa quay theo.Khi quay các chai nằm trên đỉa sẽ chiệu lực li tâm đẩy các chai ra phía ngoài thành và bị đẩy xuống máng trược và cấp cho băng tải dẩn tới cơ cấu định hướng tiếp theo.Đối với các chai đứng thì khi đỉa xoay các chai sẽ bị gạt nằm xuống nhờ càng gạt cố dịnh trên thành thùng. Ưu điểm : Tổng quát cơ cấu dể chế tạo.Cơ cấu đơn giản. Nhược điểm: Khi lực li tâm lớn quá hay vận tốc quay lớn thì lực li tâm tác dụng lên chai lớn sẽ đẩy chai sát vào thành ép chặt đỉa quay không thể kéo chai đến máng trượt được. Việc thiết kế định vị máng vào phần cố định của đỉa sẻ khó khăn phức tạp hơn. Phương án 2:
Dùng đỉa quay để đua các chai đến rảnh định hướng: Nguyên lý: Cai được cấp như phương án trên.Nhưng trên đỉa quay được tạo các rảnh lớn hình chử nhật có kích thướt lớn hơn kích thướt chai theo chiều rộng 5mm và theo chiều dài là 15mm và chỉ có thể chứa một chai,trên đỉa quay tạo 8 khoan như thế.Đỉa cố định bên dưới cũng tạo một khoan như thế ở ngoài rìa và lớn hơn theo chiều rộng 10mm và theo chiều dài là 30mm.phía dưới đỉa cố định lấp một máng dẩn xuống băng tải.Khi đỉa quay lực li tâm tác dụng vào chi tiết,khi đủ lớn sẻ đẩy chi tiết ra ngoài thành thùng,lúc này một khoan sẽ chứa một chai và khi trùng khoan dưới thì chai sẽ được lọt vào máng và cấp cho băng tải.khoảng cách đỉa cố định và dỉa quay là 35mm. Ưu điểm: dể chế tạo năng suất cao,một vòng cấp được 8 chai.dể thiết kế máng dẩn lấp vào đỉa cố định. Nhược điểm : Vận tốc càng nhanh cấp chai càng nhiều. Theo như phân tích trên ta chọn phương án 2. Tách từ bốn trạng thái thành hai trạng thái:
Nguyên lý: Áp dụng trọng lượng của vật và một điểm để tạo một moment xoay nhằm loại bỏ 2 trạng thái. Phôi sau khi được cấp sẽ được định hướng nhờ vào hộp định hướng với chiều cao h=70 và chiều rộng l=120.trên đầu hộp sẽ có hai vị trí được khoét vào với chiều sâu l=25. Một thanh đỡ được hàn vào một thành với khoảng cách là l =210. Khi trạng thái đầu chai tròn đi trước thì sẽ được gác lên thanh đỡ nhằm tạo moment xoay trở ngược lại, còn trạng đít chai đi trước, do trọng lượng tập trung phần dưới nên sẽ được đi thẳng xuống và được băng tải tải đi sang dây chuyền khác. Tách hai trạng thái thành một trạng thái :
Nguyên lý hoạt động: Dùng con lăn có đường kính là d=20 để tách hai đầu của chai. Trước tiên ta dùng hai thanh chắn để dẫn hướng các chai cho đúng hướng, và có khoảng cách hợp lý. sau đó nhờ vào gia tốc và lực của băng tải để đẩy chai qua, lực này nhờ vào quán tính tạo ra do vận tốc của băng tải và gờ băng tải có tác dụng đẩy chai qua vị trí con lăn. Nhờ có con lăn d=20 nên sẽ tách 2 trạng thái qua hai bên. Dùng hệ thống thêm hai thanh dẫn hướng để tách hẳn hai trạng thái sang hai bên của băng tải. sau đó nhờ thêm hai băng tải chạy ngược chiều để lấy một trạng thái duy nhất dẫn sang hệ thống chiết. Ưu điểm: lợi dụng khoảng cách giữa hai nắp chai nên cơ cấu đơn giản, dễ chế tạo và lắp ráp, chi phí vận chuyển và bảo trì thấp.sử dụng vật liệu rẻ. Nhược điểm: băng tải phải yêu cầu có độ bền cao, vận tốc hợp lý để tránh hiện tượng băng tải bị đùn lên Đưa chai trạng thái nằm thành trạng thái đứng:
Nguyên lý: sử dụng hai thanh giữ để chuyển từ trạng thái nghiêng sang trạng thái đứng. Sau khi phôi đi qua băng tải sẽ được dựng nghiêng nhờ hai thanh nghiêng,sau đó băng tải di chuyển giúp phôi chuyển trạng thái từ nghiêng sang đứng. Hai thanh giữu giúp cho phôi không bị nghiêng đổ khi di chuyển trên băng tải. Phaân tích vaø löïa choïn phöông aùn cho caùc cuïm chiết. a) Cô caáu vaän chuyeån chai. Hieän nay coù raát nhieàu caùc thieát bò vaän chuyeån lieân tuïc ( baêng taûi, gaàu taûi, xích taûi…) vôùi nhieàu kích thöôùc khaùc nhau, cheá taïo bôûi caùc loaïi vaät lieäu khaùc nhau, phuø hôïp cho caùc daïng vaän chuyeån vaät lieäu rôøi, vaät lieäu noùng, caùc saûn phaåm ñôn chieác, caùc thuøng saûn phaåm… trong ñeà taøi caàn vaän chuyeån chai neân söû duïng baêng taûi laø phuø hôïp. Phöông aùn .
Hình 2.4. Sô ñoà truyeàn ñoäng 3 1.Ñoäng cô, 2.Hoäp giaûm toác, 3. Con laên truïc daãn ñoäng, 4. Baêng taûi, 5. Con laên truïc bò ñoäng. Öu ñieåm : Öu ñieåm lôùn nhaát cuûa phöông aùn naøy laø boä truyeàn goïn. Nhöôïc ñieåm : Cheá taïo khoù khaên. Tuy nhieân hieän nay treân thò tröôøng coù raát nhieàu loaïi ñoäng cô maø trong ñoù ñaõ cheá taïo saün hoäp giaûm toác, chính vì theá vieäc söû duïng raát tieän lôïi, ta khoâng caàn cheá taïo hoäp giaûm toác rieâng, hay söû duïng caùc boä truyeàn khaùc ñeå nhaèm giaûm toác ñoä truïc ra cuûa ñoäng cô. Yeâu caàu cuûa heä thoáng chieát laø ñaûm baûo ñöôïc naêng suaát, nhöng khoâng caàn thieát phaûi coù moät giaù trò vaän toác baêng taûi thaät chính xaùc maø toác ñoä baêng taûi coù theå naèm trong moät phaïm vi cho pheùp, chính vì theá ta coù theå deã daøng trong vieäc löïa choïn ñoäng cô treân thò tröôøng . Töø nhöõng phaân tích treân em quyeát ñònh choïn phöông aùn , töùc laø söû duïng ñoäng cô ñaõ coù hoäp giaûm toác . b) Caùc phöông aùn thieát keá voøi phun. Phöông aùn . Voøi phun ngaén.
Hình 2.5. Voøi phun ngaén Phaïm vi söû duïng: phuø hôïp khi chieát caùc loaïi chaát loûng nhö : Nöôùc uoáng, söõa, daàu aên (edible oil), möïc (ink), hoaù chaát, maät ong.. Qua phaân tích caùc phöông aùn, phöông aùn thieát keá voøi phun ñöôïc löïa choïn. Caùc phöông aùn thay ñoåi khoaûng caùch töø voøi phun ñeán mieäng chai. Phöông aùn 2. Nguyeân lyù hoaït ñoäng: khi caàn di chuyeån voøi phun leân hoaëc xuoáng, ta xoay truïc vít theo chieàu töông öùng ( do ñai oác ñöôïc döõ coá ñònh neân truïc vít seõ phaûi di chuyeån ).Phöông aùn naøy chí phí thaáp hôn so vôùi phöông aùn 1, ñoä cöùng vöõng cao, keát caáu goïn hôn. Töø hai phöông aùn treân coù theå thaáy phöông aùn 2 phuø hôïp hôn neân phöông aùn 2 ñöôïc löïa choïn.
Hình 2.8. Di chuyeån baèng truïc vít. 1. thanh ñôõ van phaân phoái vaø voøi phun, 2. van phaân phoái, 3. voøi phun, 4. khung ñôõ caùc keát caáu cuïm chieát, 5. ñai oác, 6. Truïc vít, 7. Giaù ñôõ. Caùc phöông aùn di chuyeån cô caáu ñònh vò coå chai vaø maùng höùng daàu. Phöông aùn 1.
Hình 2.9. Cô caáu di chuyeån duøng baùnh raêng-thanh raêng. 1.xy lanh khí neùn, 2. khung ñôõ xy lanh, 3. baùnh raêng, 4. thanh raêng, 5.truïc vít , 6. khoái V ñònh vò coå chai, 7. khung ñôõ khoái V, 8. maùng höùng daàu. Hoaït ñoäng : Khi chöa chieát maùng höùng daàu coù nhieäm vuï höùng nhöõng gioït nhôùt töø caùc voøi phun. Khi caùc chai ñaõ ôû vò trí chuaån bò chieát, xilanh khí neùn taùc ñoäng, caùc baùnh raêng laên treân thanh raêng, ñöa caùc khoái V tieán vaøo ñònh vò coå chai. Öu, nhöôïc ñieåm : Ñònh vò chính xaùc , tuy nhieân chi phí cao . Cuïm ñònh löôïng. Yeâu caàu: Ñaûm baûo ñònh löôïng chính xaùc ôû taát caû caùc chai trong quaù trình chieát. Caùc phöông aùn : Phöông aùn 1.
Hình 2.11. Ñònh löôïng tröïc tieáp. 1. Van phaân phoái, 2. voøi phun, 3. Van, 4. thuøng chöùa daàu. Hoaït ñoäng : Khi caùc chai ñaõ ñöôïc ñònh vò, van phaân phoái môû ñeå daàu thoâng töø bình chöùa daàu sang voøi phun chaûy xuoáng chai. Khi ñuû theå tích yeâu caàu van phaân phoái seõ ñoùng laïi. Öu ñieåm : Keát caáu ñôn giaûn. Nhöôïc ñieåm : Do möùc daàu trong bình chöùa thay ñoåi lieân tuïc, daãn ñeán toác ñoä doøng chaûy töø bình chöùa sang chai cuõng thay ñoåi, vì theá vieäc ñieàu khieån ñoùng môû van phaân phoái trong tröôøng hôïp naøy laø raát khoù, chính vì theá ñoä chính xaùc khoâng cao, vaø naêng suaát thaáp. Phöông aùn 2. Hoaït ñoäng: Trong khi caùc chai ñöôïc ñònh vò, Daàu töø thuøng chöùa qua van phaân phoái 1 ñöôïc noái thoâng vôùi xy lanh, nhôø troïng löôïng daàu chaûy xuoáng xy lanh, khi daàu ñaõ ñöôïc chöùa ñaày trong xy lanh, van phaân phoái 1 ñoùng laïi, laøm cho daàu thoâng töø xy lanh qua oáng daãn daàu sang boä phaän chieát. Khi piston chuyeån ñoäng ñi leân seõ ñaåy daàu sang boä phaân chieát. Öu, nhöôïc ñieåm : Ñònh löôïng chính xaùc, deã ñieàu chænh, tuy nhieân keát caáu phöùc taïp hôn so vôùi phöông aùn 1.
Hình 2.12. Ñònh löôïng duøng xy lanh. 1. Van phaân phoái, 2. oáng daãn daàu, 3. xilanh chöùa daàu, 4. piston cuûa xilanh, 5. van khoaù, 6. thuøng chöùa daàu. Töø nhöõng phaân tích treân, do yeâu caàu veà ñoä chính xaùc khi ñònh löôïng laø raát caàn thieát neân phöông aùn 2 ñöôïc löïa choïn. Chöông III: Tính Toán Thông Số Kỉ Thuật Của Hệ Thống 1. Xaùc ñònh caùc thoâng soá cuûa cuïm baêng taûi. a) Vaän toác baêng taûi taïi cuïm chieát. Naêng suaát : Q = 1000 chai/h. Kích thöôùc chai( theo chieàu di chuyeån ) : L = 110 mm. Sô boä thôøi gian taùc ñoäng cuûa caùc xy lanh: Xy lanh chaën chai : t1 = 0.5s. Xy lanh ñoùng môû voøi phun: t2 = 0.5s. Xy lanh ñònh vò coå chai : t3 = 2s. Xy lanh ñaåy daàu: t4 = 10s. Soá voøi phun : n = 6. Soá laàn chieát trong 1 h : m = Q/n = 1000/6 = 167 (laàn). Vaäy thôøi gian cho moãi laàn chieát laø : T = 3600/167 = 22 s. Quy trình phun daàu nhö ñaõ ñöôïc trình baøy sô boä ôû phaàn tröôùc. Khi caûm bieán ñeám chai thöù nhaát ñeám ñuû 3 chai, xy lanh chaën chai phía sau ñi ra ñeå chaën chai. Khi ñuû 6 chai, xy lanh chaën chai phía tröôùc ñi ra chaën chai laïi. Sau ñoù xy lanh ñònh vò coå chai taùc ñoäng, xy lanh ñoùng, môû voøi phun ñöôïc môû, xy lanh ñaåy daàu töø cuïm ñònh löôïng hoaït ñoäng, ñaåy daàu vaøo chai. Sau khi chai ñöôïc ñieàn ñaày, xy lanh chaën chai phía sau lui laïi ñeå caùc chai chöùa daàu tieáp tuïc chuyeån ñoäng treân baêng taûi, khi caûm bieán ñeám chai phía sau ñeám ñuû 3 chai, xy lanh chaën chai phía tröôùc seõ lui laïi, cho pheùp caùc chai phía sau chuyeån ñoäng vaøo vò trí phun. Quaù trình tieáp tuïc . T laø thôøi gian toång coäng cuûa caùc cô caáu taùc ñoäng trong 1 laàn chieát. T = t + 3t1 + 2t2 + 2t3 + t4 Trong ñoù t : laø thôøi gian caàn thieát ñeå di chuyeån 6 chai vaøo vò trí ñònh vò. T = t + 1.5 + 1 + 4 + 10 t = T – 16.5 = 22 – 16.5 = 5s. Nhö vaäy thôøi gian t chính laø thôøi gian di chuyeån cuûa 6 chai treân quaõng ñöôøng : S = 9 x 110 = 990 mm = 0.99 m. Vaän toác baêng taûi caàn thieát : V = S/ t = 0.99/5= 0.2 m/s. Ñöôøng kính con laên baêng taûi : D = 120 mm . Ta coù soá voøng quay cuûa truïc baêng taûi : n =
=
( 32 (voøng/phuùt). Xaùc ñònh coâng suaát ñoäng cô baêng taûi cuïm chieát. Caùc soá lieäu ban ñaàu: -Naêng suaát laøm vieäc: Q=1(taán/h) -Vaän toác baêng taûi: v=0.2(m/s) -Chieàu daøi taám baêng: L=5m -Khoái löôïng vaät lieäu vaâïn chuyeån:m=1kg/chai. -Chieàu roäng baêng: B=100 mm Tính toaùn löïc keùo baêng taûi: -Löïc caûn cuûa baêng ñöôïc chia laøm:löïc caûn chuyeån ñoäng treân nhaùnh coù taûi (nhaùnh laøm vieäc) vaø nhaùnh khoâng taûi(nhaùnh khoâng laø vieäc), löïc caûn ôû caùc cô caáu laøm saïch baêng, con laên taêng goùc oâm. -Löïc keùo sô boä coù theå tính baèng toång löïc caûn 2 nhaùnh coù taûi vaø nhaùnh khoâng taûi, löïc caûn ôû caùc ñoaïn cong ñöôïc tính ñeán baèng caùch nhaân theâm heä soá caûn. Toång löïc keùo (hay löïc caûn cuûa baêng taûi) ñöôïc xaùc ñònh theo coâng thöùc : Wc = Wct + Wkt ,(N) -Vôùi : Wc laø löïc keùo chung (N); Wct laø löïc keùo ôû nhaùnh coù taûi (N); Wkt laø löïc keùo ôû nhaùnh khoâng taûi (N) ; Ta coù: Wct = k.(q + qb + qcl().L.((.cos(
(q +qb)L.sin( + L.q.sin( , (N) Wkt = k.(qb + qcl()L.(((.cos(
qb.L.sin( , (N) Vôùi k heä soá tính ñeán löïc caûn phuï khi baêng taûi ñi qua caùc tang ñuoâi vaø tang dôõ taûi tang phuï vaø phuï thuoäc chieáu daøi ñaët baêng : L (m) 6 10 20 30 50 80 100 200 300 480 600 850 1000 1500 k 6 4,5 3,2 2,6 2,2 1,9 1,75 1,45 1,3 1,2 1,15 1,1 1,08 1,05 vôùi L = 5m choïn k = 6. q ,qb : troïng löôïng phaân boá treân moät meùt daøi cuûa vaät lieäu vaø cuûa taám nhöïa(vaät lieäu baêng taûi ). (N/m); q(cl , q((cl: troïng löôïng phaàn quay cuûa caùc con laên phaân boá treân moät meùt chieàu daøi nhaùnh coù taûi vaø nhaùnh khoâng taûi (N/m); (( , (((: heä soá caûn chuyeån ñoäng cuûa baêng taûi vôùi caùc con laên treân nhaùnh coù taûi vaø khoâng taûi . ( : goùc nghieâng ñaët baêng (ñoä) ; ( = 00. Daáu (+) töông öùng vôùi ñoaïn chuyeån ñoäng ñi leân vaø daáu (-) khi ñi xuoáng Troïng löôïng vaät lieäu phaân boá treân 1m chieàu daøi ñöôïc xaùc ñònh : Chieàu daøi moãi chai L = 110 mm. Soá chai treân moät meùt baêng taûi : n = 6 (chai) Moãi chai coù khoái löôïng : m =1kg. Ta coù troïng löôïng phaân boá treân chieàu daøi 1m baêng taûi laø : q=n.m.g = 6 x 1 x 10 = 60 (N/m) Troïng löôïng phaân boá treân 1m chieàu daøi cuûa taám nhöïa : qb = 2 kg/m = 20 (N/m) Troïng löôïng phaàn quay caùc con laên nhaùnh coù taûi vaø nhaùnh khoâng taûi phaân boá cho 1m ñöôïc xaùc ñònh: q’cl =
; q”cl =
. Do taûi troïng vaän chuyeån cuûa baêng taûi nhoû neân khoâng caàn ñeán caùc con laên ñôõ ôû caû hai nhaùnh, coù taûi vaø khoâng taûi. q’cl = 0 (N/m) ; q”cl = 0 (N/m).
Hình 3.1. Sô ñoà löïc taùc duïng treân baêng taûi Ta coù: Sv = Sr .

. Vôùi : Sv löïc caêng baêng taûi taïi ñieåm vaøo cuûa tang daãn. - Sr löïc caêng baêng taûi taïi ñieåm ra cuûa tang daãn . - ( laø heä soá ma saùt giöõa baêng vaø tang daãn ; beà maët tang daãn phuû cao su ma saùt : ( = 0.4 . -
laø goùc oâm cuûa baêng taûi treân tang daãn ñoäng:
=180
- kdt laø heä soá ma saùt döï tröõ giöõa baêng vaø tang : k =1.15 – 1,2 , choïn k = 1,15.
Sv= 3.05. Sr
Treân nhaùnh khoâng taûi ta coù:S3=S2+Wkt. Wct = 6(60+20).5.0.4=960 (N). Choïn
’=
”= (: do baêng taûi tröôït treân thaønh coá ñònh (vaät lieäu theùp ) -Treân nhaùnh coù taûi: S1=S4+Wct vaø S3=k.S4 Wkt = 6.20.5.0.4 =240 (N). Vôùi k laø heä soá caûn khi baêng ñi qua tang ñuoâi hay tang daãn höôùng,vôùi goùc oâm cuûa baêng treân tang ñuoâi (=1800 ta choïn k=1,05.
S3=1,05.S4 (N). S1=S4+960 (N). S3=S2+240 (N) S1=3.05.S2. Giaûi heä phöông trình : Ta coù :S4 = 770 N. S1 = 1730 N. S2 = 570 N. S3 = 810 N Löïc keùo cuûa baêng taûi ñöôïc xaùc ñònh: W= Sv- Sr= S1- S2=1730 – 570 =1160(N). Coâng suaát laøm vieäc : P = W.v/1000 = 1160x0.2/1000 = 0.23 (KW). Choïn ñoäng cô : RF40 DT63L4 ( P = 0.25 KW, n = 33 (voøng/phuùt)). c) Tính söùc beàn truïc : a. Tính sô boä truïc : d (
Vôùi T : Moâ men xoaén. T = 9,55.106 .
= 9,55.106 .
= 60.103 Nmm. + [(x] : ÖÙng suaát xoaén cho pheùp. [(x] = 20 N/mm2. Vaäy : d (
= 24 mm. b. Tính caùc phaûn löïc treân caùc oå bi :
Hình 3.2. Sô ñoà tính caùc phaûn löïc taïi oå ñôõ truïc daãn ñoäng baêng taûi. Löïc taïi khôùp noái : Ft = 2.T/ D = 2. 60.103 / 50 = 2,4 . 103 N. Fkn = (0,2 (0,3) Ft = 600 N. Trong ñoù D laø ñöôøng kính cuûa khôùp noái. Löïc taùc duïng leân truïc : F = 1730 + 570 = 2300 N. (Trong maët phaúng ZY :
Hình 3.3. Sô ñoà tính phaûn löïc trong maët phaúng ZY. + Phöông trình caân baèng moâ men ñoái vôùi ñieåm A : Fkn.40 + FY2.100 = 0. Vaäy : FY2 = -
= -
=- 240 N. + Phöông trình caân baèng löïc ñoái vôùi truïc Y : Fkn – FY1 – FY2 = 0. FY1 = Fkn – FY2 = 600 + 240 = 840 N. (Trong maët phaúng ZX :
Hình 3.4. Sô ñoà tính phaûn löïc trong maët phaúng ZX + Phöông trình caân baèng moâ men ñoái vôùi ñieåm A : F.50 -FX2.100 = 0. Vaäy : FX2 =
=
= 1150 N. + Phöông trình caân baèng löïc ñoái vôùi truïc X : F – FX1 - FX2 = 0. Vaäy : FX1 = F – FX2 = 2300 – 1150 = 1150 N. c- Bieåu ñoà moâ men :
Hình 3.5. Bieåu ñoà moâ men löïc truïc daãn ñoäng baêng taûi. d- Xaùc ñònh vò trí coù moâ men töông ñöông lôùn nhaát : Döïa theo caùc bieåu ñoà moâ men, ta coù moâ men töông ñöông lôùn nhaát taïi ñieåm B. Theo thuyeát beàn thöù tö : MB =
=
= 74000 Nmm e- Xaùc ñònh ñöôøng kính taïi tieát dieän nguy hieåm : (F =
=
( [(F] Vaäy : d (
Vôùi [(F] : öùng suaát cho pheùp. [(F] = 63 N/mm2 Vaäy : d (
= 23 mm. Choïn ñöôøng kính truïc taïi tieát dieän nguy hieåm laø d = 28 mm. 2. Tính truïc bò ñoäng baêng taûi cuïm chieát. Choïn vaät lieäu laøm truïc laø theùp 45 . a. Tính caùc phaûn löïc treân caùc oå bi :
Hình 3.6. Sô ñoà tính caùc phaûn löïc taïi oå ñôõ truïc daãn ñoäng baêng taûi. Löïc taùc duïng leân truïc: F = 810 + 770 = 1580 N. + Phöông trình caân baèng moâ men ñoái vôùi ñieåm A : F.50 - F2.100 = 0. Vaäy : FY2 =
=
= 790 N. + Phöông trình caân baèng löïc: F – F1 - F2 = 0. F1 = F - F2 = 1580 - 790 = 790 N. Bieåu ñoà moâ men :
Hình 3.7. Bieåu ñoà moâ men löïc truïc bò ñoäng baêng taûi. b- Xaùc ñònh vò trí coù moâ men töông ñöông lôùn nhaát : Ta coù moâ men töông ñöông lôùn nhaát taïi trung ñieåm cuûa truïc. Theo thuyeát beàn thöù tö : MB = 39500 Nmm c- Xaùc ñònh ñöôøng kính taïi tieát dieän nguy hieåm : (F =
=
( [(F] Vaäy : d (
Vôùi [(F] : öùng suaát cho pheùp. [(F] = 63 N/mm2 Vaäy : d (
= 19 mm. Choïn ñöôøng kính truïc taïi tieát dieän nguy hieåm laø d = 28 mm. Xaùc ñònh oå ñôõ cho caùc truïc treân heä thoáng baêng taûi. a) Xaùc ñònh oå ñôõ cho truïc daãn ñoäng baêng taûi cuïm chieát Truïc daãn ñoäng khoâng coù löïc doïc truïc taùc duïng neân ta choïn oå bi ñôõ. ( Sô ñoà choïn oå cho truïc :