ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP CẢI TIẾN THIẾT KẾ MÁY ĐÓNG NẮP HŨ POND'S

 

MỤC LỤC

     I.            TỔNG QUAN:………………………………………………………………………7

1. Yêu cầu xã hội:………………………………………………………………………………….7
2. Phân tích sản phẩm:……………………………………………………………………………..9
3. Yêu cầu của máy:………………………………………………………………………………12
4. CHỌN VÀ PHÂN TÍCH NGUYÊN  LÝ MÁY:…………...12
5. Cấu tạo máy:……………………………………………………………………………………12
6. Nguyên lý hoạt động của máy:…………………………………………………………………32
7. Tính toán động học của máy:…………………………………………........................................34
8. TÍNH TOÁN ĐỘNG LỰC HỌC CỦA MÁY:……………...44
9. Chọn vật liệu làm trục:…………………………………………………………………………44
10. Tính phản lực trên các gối trục:………………………………………………………………...45
11. Thiết kế gối đỡ trục:……………………………………………………………………………46
12. THIẾT KẾ CHI TIẾT MÁY:………………………………..………….48

 V.            BẢN VẼ LẮP CỤM CHI TIẾT CỦA MÁY:…………..……49

1. HƯỚNG DẪN SỬ DỤNG VÀ BẢO QUẢN:………..……….50
2. Hướng dẫn sử dụng và bảo quản máy:…………………………………………………………50
3. Nhận xét , đánh giá máy: ………………………………………………………………………51
4. KẾT LUẬN: …………………………………………………………………………52

    I.            TỔNG QUAN

1.     Yêu cầu xã hội

vGiới thiệu kỹ thuật đóng nắp:

- Đóng nắp chai là một việc rất quan trọng và cần thiết trong quá trình sản xuất các sản phẩm được đựng trong chai, lọ…việc đóng nắp sẽ bảo quản sản phẩm bên trong trong quá trình vận chuyển, kéo dài hạn dung của sản phẩm và đảm bảo chất lượng của sản phẩm đó. Trên thị trường hiện nay có rất nhiều loại máy đóng nắp chia từ bán tự động cho đến tự động hóa và dưới đây là một số hình ảnh về máy đóng nắp có trên thị trường:

Hình 1.1 máy đóng nắp tự động PLC.

 Hình 1.2 Máy đóng nắp chai bán tự động

 Kí hiệu                       : SK-40                                              

• Công suất                   : 0,37KW
• Chiều cao chai            : 50 – 300mm
• Nguồn điện                : 220V – 50Hz
• Tốc độ động cơ          : 1200 Vòng/phút
• Tốc độ làm việc          : 20 – 40 chai/phút 

 

vPhân loại kỹ thuật đóng nắp:

-         Theo cách thức đóng nắp :

• tự động hóa
• Bán tự động
• Thủ công

2. Phân tích sản phẩm

• Pond's

Câu chuyện về những bước đột phá trong lĩnh vực chăm sóc da giúp phụ nữ có làn da đẹp mềm mại nhờ sức mạnh từ sâu bên trong để họ luôn rạng rỡ tự tin trong một thế giới luôn biến đổi.

Câu chuyện bắt đầu từ năm 1846, khi Dược sĩ Theron T. Pond khám phá một “bảo bối” quý như vàng, đó là loại trà chữa lành thương tổn được chiết xuất từ cây phỉ (witch hazel) được phát hiện là có thể giúp tăng cường tế bào da dưới bề mặt, giúp da tự lành từ những thương tổn nhỏ đến vô số các bệnh viêm nhiễm nhẹ khác. Không lâu sau đó, sản phẩm Chiết Xuất Pond’s ra đời và được yêu thích rộng rãi.

Đó là nền tảng xuất phát cho thương hiệu chăm sóc da đầu tiên trên thế giới, đây chính là mốc lịch sử đặc biệt trong những bước đột phá về chăm sóc da giúp phụ nữ tăng cường sức mạnh cho da từ sâu bên trong, để dung nhan bên ngoài của họ càng trở nên mềm mại đáng yêu hơn.

Bước sang thế kỷ 20 và khi Thế Chiến thứ hai bùng nổ, phụ nữ phải nhập cuộc cáng đáng công việc của nam giới khi họ lên đường ra trận. Pond’s luôn sát cánh cùng chị em với bộ đôi độc đáo gồm Pond’s Cold Cream (kem dưỡng ẩm mát da đầu tiên trên thế giới không cần trữ lạnh) và Pond’s Vanishing Cream (kem dưỡng thẩm thấu nhanh kiểm soát dầu) giúp phụ nữ duy trì vẻ yêu kiều mềm dịu nữ tính ngay cả khi họ phải đảm nhận những vai trò mới đầy áp lực.

Pond’s giới thiệu logo hoa Tulip vào thập niên 1960, một biểu tượng cho vẻ đẹp e ấp khả ái đầy nữ tính. Kể từ đó, logo này là hiện thân cho lời hứa của thương hiệu: sức mạnh tiềm ẩn bên trong và dung nhan mềm dịu bên ngoài, bất kể những thách thức nào mà làn da phải đương đầu.

Đến thập niên 1990, Viện Nghiên Cứu Pond’s ra đời và phát triển thành mạng lưới toàn cầu gồm hơn 700 nhà khoa học và chuyên gia về da. Từ đó, Pond’s càng khẳng định chắc chắn vị thế chuyên gia hàng đầu thế giới về nghiên cứu chăm sóc da và chẩn đoán trị liệu tân tiến.

Với hơn 200 bằng sáng chế, Viện Nghiên Cứu Pond’s đã giới thiệu nhiều sản phẩm lần đầu xuất hiện như sữa rửa mặt, kem sáng da đến sản phẩm ngăn ngừa lão hóa. Chẳng hạn chất VAO-B3 giúp làm mờ đốm thâm chỉ sau 7 ngày; chất CLA (Conjugated Linoleic Acid), hoạt chất ngăn ngừa lão hóa tác động từ sâu bên trong để đẩy nhanh quá trình tái tạo da và phục hồi tế bào da hư tổn; và công nghệ GenActiv, một phát minh đột phá về chăm sóc làn da giúp kiểm soát ngay từ gốc lượng melanin sản sinh cho sắc da đều màu hơn.

Giờ đây Pond’s là thương hiệu chăm sóc da hàng đầu trên khắp các châu lục với hàng loạt giải pháp được hình thành chuyên biệt theo từng sắc tộc, lứa tuổi, môi trường và lối sống khác nhau, cũng như dòng sản phẩm dành cho Nam Giới.

Pond’s sẽ tiếp tục ứng dụng kiến thức chuyên biệt để tìm tòi và sáng chế những sản phẩm đột phá chưa từng có về chăm sóc da, giúp duy trì làn da khỏe mạnh, mềm mịn trẻ trung để bạn luôn sẵn sàng đối mặt với những yếu tố độc hại khó lường ngày càng tăng từ môi trường và từ lối sống nhiều áp lực.

Pond’s không ngừng nỗ lực vun đắp bản lĩnh cho phụ nữ lẫn nam giới - mạnh mẽ bên trong mà mềm dịu bên ngoài – tạo nên sự tự tin để họ tiếp tục tạo ra những ảnh hưởng tích cực cho thế giới quanh mình.

• Pond's tin rằng vẻ đẹp mềm mại nữ tính được hình thành từ sức mạnh bên trong.

Thế giới quanh ta càng phát triển thì càng trở nên khắc nghiệt hơn và kém bao dung hơn. Đáng quý hơn hết là người phụ nữ vẫn duy trì vẻ mềm mại khả ái bên ngoài cùng với sức mạnh tiềm ẩn bên trong, điều đó tạo nên dấu ấn sâu sắc.

Làn da chúng ta cũng vậy, cần phải có nền tảng bên trong mạnh mẽ vững chắc thì bên ngoài mới mềm mịn tươi đẹp.

Đó là lý do vì sao từ năm 1846, Pond’s đã liên tục phát triển những giải pháp dưỡng da đúng theo tinh thần của triết lý này.

Với năng lực chuyên môn hàng đầu của Viện Nghiên Cứu Pond's, những giải pháp này được đặc chế để đáp ứng nhu cầu chăm sóc da không ngừng tăng lên và những mối lo lắng ở mọi giai đoạn khác nhau của cuộc đời, cũng như lối sống và môi trường luôn thay đổi.

Sở hữu nhiều sáng tạo tiên phong trong lĩnh vực này, đơn cử như chất CLA (Conjugated Linoleic Acid) giúp ngăn ngừa lão hóa và VAO-B3 làm sáng da, tâm huyết của Pond's là phát huy tối đa vẻ đẹp làn da phụ nữ - bên trong khỏe mạnh, bên ngoài mềm mại tuyệt đẹp.

Pond's tin rằng bạn càng thấu hiểu làn da của mình thì làn da càng trở nên đẹp hơn.

 

 

3. Yêu cầu của máy

      - Máy phải đảm bảo độ cứng vững, nâng cao năng suất và độ tin cậy cao.

  - Sản phẩm làm ra phải mang tính thẩm mỹ, đúng yêu cầu kỹ thuật.

  - Máy hoạt động êm, không gây tiếng ồn.

  - Các thiết bị điều khiển không bị trục trặc khi làm việc.

  - Các thiết bị phải được che chắn, tránh tuyệt đối sự rò rỉ điện, gây nguy hiểm cho người đứng máy.

II.            CHỌN VÀ PHÂN TÍCH NGUYÊN LÝ MÁY     

1. Cấu tạo máy

1.1   Thân máy

    Một khung máy hình hộp chữ nhật làm bằng sắt C45, được lắp ráp với hệ thống khí nén ở phía trên và được điều khiển bởi một hệ thống điều khiển.

 

Hình1.1h  Khung máy.

1.2. Hệ thống khí nén

    Một vài nét về lịch sử phát triển: Ứng dụng của khí nén đã có từ thời kỳ trước công nguyên, tuy nhiên sự phát triển khoa học kỹ thuật thời đó không đồng bộ, nhất là sự  kết hợp các kiến thức về cơ học, vật lý, vật liệu …. còn thiếu. Cho nên phạm vi ứng dụng của khí nén còn rất hạn chế.

    Mãi đến thế kỷ 17, nhà kỹ sư chế tạo người Đức Guerike, nhà toán học và nhà triết học  người Pháp Pascal, cùng  nhà vật lý người Pháp Papin đã xây dựng nên nền tảng cơ bản ứng dụng của khí nén.

    Trong thế kỷ 19, các máy móc thiết bị sử dụng năng lượng khí nén lần lượt ra được phát minh: thư vận chuyển trong ống bằng khí nén (1835), Phanh bằng khí nén(1880), búa tán đinh bằng khí nén (1861). Trong lĩnh vực xây dựng đường hầm xuyên dãy núi Alpes ở Thụy sĩ (1857) lần đầu tiên người ta sử dụng khí nén với công suất lớn. Vào những năm 70 của thế kỷ thứ 19 xuất hiện ở Pari một trung tâm sử dụng năng lượng khí nén với công suất lớn 7350KW. Khí nén được vận chuyển tới nơi tiêu thụ trong đường ống với đường kính 500mm và chiều dài hàng km. Tại nơi đó khí nén được nung nóng lên tới nhiệt độ từ 50⁰C đến 150⁰C để tăng công suất truyền động động cơ, các thiết bị búa hơi…

    Với sự phát triển mạnh mẽ của năng lượng điện, vai trò sử dụng năng lượng bằng khí nén bị giảm dần. Tuy nhiên việc sử dụng năng lượng khí nén vẫn đóng một vai trò cốt yếu ở những lĩnh vực mà khi sử dụng năng lương điện sẽ nguy hiểm, sử dụng năng lượng bằng khí nén ở những dụng cụ nhỏ,nhưng truyền động với vận tốc lớn, sử dụng năng lượng khí nén ở những thiết bị như búa hơi, dụng cụ dập, tán đinh…. Và nhiều dụng cụ khác như đò gá kẹp chi tiết.

    Sau chiến tranh thế giới thứ 2, việc ứng dụng năng lượng khí nén trong kỹ thuật điều khiển phát triển mạnh mẽ. Với những dụng cụ , thiết bị, phần tử khí nén mới được sáng chế và được ứng dụng trong những lĩnh vực khác nhau, sự kết hợp của nguồn năng lượng khí nén với điện – điện tử là nhân tố quyết định cho sự phát triển của kỹ thuật điều khiển trong tương lai. Hãng FESTO (Đức) có những chương trình pahts triển hệ thống điều khiển bằng khí nén rất đa dạng, không những phục vụ cho công nghiệp mà còn phục vụ cho sự phát triển các phương tiện dạy học (Didactic).

1.2.1 Những đặc trưng của khí nén   

- Về số lượng:có sẵn ở khắp mọi nơi nên có thể sử dụng với số lượng vô hạn.

- Về vận chuyển:khí nén có thể vận chuyển dễ dàng trong các đường ống, với một khoảng cách nhất định. Các đường ống dẫn về không cần thiết vì khí nén sau khi sử dụng sẽ được cho thoát ra ngoài môi trường sau khi đã thực hiện xong công tác.

- Về lưu trữ:máy nén khí không nhất thiết phải sử dụng liên tục.Khí nén có thể được lưu trữ trong các bình chứa để cung cấp khi cần thiết.

- Về nhiệt độ:khí nén ít thay đổi theo nhiệt độ.

- Về phòng chống cháy nổ:không một nguy cơ nào gây cháy bởi khí nén,nên không mất chi phí cho việc phòng cháy.Không khí nén thường hoạt động với áp suất khoảng 6 bar nên việc phòng nổ không quá phức tạp.

- Về tính vệ sinh:khí nén được sử dụng trong các thiết bị đều được lọc các bụi bẩn, tạp chất hay nước nên thường sạch , không một nguy cơ nào về phần vệ sinh.Tính chất này rất quan trọng trong các ngành công nghiệp đặc biệt như: thực phẩm ,vải sợi, lâm sản và thuộc da.

- Về cấu tạo thiết bị:đơn giản nên rẻ hơn các thiết bị tự động khác.

- Về vận tốc: khí nén là một dòng chảy có lưu tốc lớn cho phép đạt được tốc độ cao (vận tốc làm việc trong các xy-lanh thường 1-2 m/s).

- Về tính điều chỉnh: vận tốc và áp lực của những thiết bị công tác bằng khí nén được điều chỉnh một cách vô cấp.

1.2.2  Ưu, nhược điểm của hệ thống truyền động bằng khí nén.

vƯu điểm:

          - Do khả năng chịu nén( đàn hồi ) lớn của không khí, nên có thể trích chứa khí nén một cách thuận lợi

          - Có khả năng truyền tải năng lượng đi xa, vì độ nhớt động học của khí nén nhỏ và tổn thất áp suất trên đường dẫn ít.

          - Đường dẫn khí nén (thải ra) không cần thiết.    

          - Chi phí để thiết lập một hệ thống truyền động bằng khí nén thấp, vì hầu như trong các nhà máy, xí nghiệp hệ thống đường dẫn khí nén đã có sẵn.

          - Hệ thống bảo vệ quá áp suất được đảm bảo.

v Nhược điểm:

          - Lực truyền tải trọng thấp

          - Khi tải trọng trong hệ thống thay đổi thì vận tốc truyền cũng thay đổi vì khả năng đàn hồi của khí nén lớn, cho nên không thể thực hiện những chuyển động thẳng hoặc quay đều.

          - Dòng khí nén thoát ra ở đường dẫn ra gây tiếng ồn.

1.3.  Đơn vị đotrong hệ thống điều khiển

·        Áp suất

          Đơn vị cơ bản của áp suất theo hệ đo lường SI là Pascal (Pa)

          Pascal là áp suất phân bố đều trên bề mặt có diện tích 1m² với lực tác động vuông góc lên bề mặt đó là 1Newton (N)

                   1Pa  = 1N/m²

                   1Pa  =  1 kgm/s²/m² = 1 kg/m²

          Trong thực tế người ta dùng đơn vị bội số của Pascal là Megapascal (MPa)

                   1Mpa = 1000000 Pa

          Ngoài ra còn sử dụng đơn vị bar:

                   1 bar = 10⁵ Pa

          Và đơn vị Kp/cm² (theo tiêu chuẩn cộng hòa liên bang Đức)

                   1 Kg/ cm² = 0.980665 bar  = 0.981 bar

                   1 bar = 1.02 kg/ cm²

                Trong thực tế có thể coi: 1bar = 1kg/cm²

          Ngoài ra một số nước Anh, Mỹ còn sử dụng đơn vị đo áp suất (psi) :

                   1bar = 15.4 psi

 

·        Lực

          Đơn vị của lực là Newton (N)

          1 N là lực tác động lên đối tượng có khối lượng 1kg với gia tốc 1m/s²

·        Công

          Đơn vị của công là Joule (J)

          1J là công sinh ra dưới tác động của lực 1N để vật có thể dịch chuyển quãng đường là 1m

                   1J = 1N.m

·        Công suất

          Đơn vị của công suất là Watt (W)

          1W là công suất trong thời gian 1giây sinh ra năng lượng 1J

                   1W = 1Nm/s

·        Độ nhớt động

          Độ nhớt động không có vai trò quan trọng trong hệ thống điều khiển khí nén. Đơn vị của độ nhớt động là m²/s. 1m²/s là độ nhớt động của một chất có độ nhớt động lực 1Pa.s và khối lượng riêng 1kg/m²

                   v = h/ r

          Trong đó:

                   h: Độ nhớt động lực (Pa.s)

                   r : khối lượng riêng (kg/m³)

                   v : độ nhớt động (m²/s)

     

1.4. Một số định luật cơ bản sử dụng trong hệ thống khí nén

1.4.1.  Thành phần hóa học của khí nén

          Nguyên tắc hoạt động của các thiết bị là không khí trong khí quyển, được hút vào và nén trong máy nén khí. Sau đó từ máy nén khí được đưa vào hệ thống khí nén.Không khí là loại khí hỗn hợp, bao gồm những thành phần (bảng 1.1):

 

 

	N2	N2	Ar	CO2	H2	Ne	He	Kr	X
Thể tích %	78.08	20.95	0.93	0.03	0.01	1.8	0.5	0.1	9
Khối          lượng  %	75.51	23.01	1.286	0.04	0.001	1.2	0.07	0.3	40

                                                            Bảng 1.1

    Ngoài những thành phần trên, trong không khí còn có hơi nước, bụi …. Chính những thành phần đó gây ra cho các thiết bị khí nén sự ăn mòn, sự gỉ. Phải có những biện pháp hay thiết bị để loại trừ hoặc giới hạn thấp nhất những thành phần đó trong hệ thống.( Trình bày chi tiết ở bài tiếp theo).

1.4.2. Phương trình trạng thái nhiệt động học

         Giả thiết là khí nén trong hệ thống gần như là lý tưởng. Phương trình trạng thái nhiệt tổng quát của khí nén:

                   p_abs.V = m.R.T                                            (1-1)

          Trong đó:

                   p_abs : áp suất tuyệt đối (bar)

                   V : thể tích khí nén (m³)

                   m : khối lượng (kg)

                    R : hằng số nhiệt (J/ kg.K)

                   T : Nhiệt độ Kelvin (K)

a) Định luật Boyle- Mariotte

          Khi nhiệt độ không thay đổi (T = hằng số), theo phương trình nhiệt tổng quát (1-1) ta có:

                   p_abs.V = hằng số                                          (1-2)

          Nếu gọi:

          V₁(m³) thể tích khí nén tại thời điểm áp suất p₁

          V₂(m³) thể tích khí nén tại thời điểm áp suất p₂

                p_1abs (bar) áp suất tuyệt đối khí nén có thể tích V₁

          p_2abs (bar) áp suất tuyệt đối khí nén có thể tích V₂

         

Theo phương trình 1-2 ta có:

             

Hình 2: biểu diễn sự phụ thuộc áp suất và thể tích khi nhiệt độ thay đổi là đường cong parabol.

b) Định luật 1 Gay – Lussac

Khi áp suất không thay đổi (p = hằng số), theo phương trình 1-1 ta có:

          Trong đó:

          T₁ : nhiệt độ tại thời điểm có thể tích V₁ (K)

          T₂ : nhiệt độ tại thời điểm có thể tích V₂ (K)

Hình 3 biểu diễn sự thay đổi thể tích khi áp suất là hằng số. Năng lương nén và năng lượng giãn nở không khí được tính theo phương trình:

                   W = p(V₂ – V₁)   

 

c) Định luật 2 Gay – Lussac

          Khi thể tích V thay đổi, theo phương trình (1-1) ta có:

          Hình 4:biểu diễn sự thay đổi áp suất khi thể tích là hằng số. Vì thể tích V không thay đổi nên năng lượng nén và năng lượng giãn nở bằng 0

                   W = 0

                  

d) Phương trình trạng thái nhiệt khi cả 3 đại lượng áp suất, nhiệt độ và thể tích thay đổi

          Theo phương trình (1-1) ta có:

                  

          hay:  

1.5.  Khả năng ứng dụng của khí nén.

1.5.1 Trong lĩnh vực điều khiển.

    Sau chiến tranh thế giới thứ 2, nhất là vào nhưng năm 50 và 60 của thế kỷ 20, là thời gian phát triển mạnh mẽ của giai đoạn tự động hóa quá trình sản xuất; kỹ thuật điều khiển bằng khí nén phát triển mạnh mẽ và đa dạng trong nhiều lĩnh vực. Chỉ riêng ở Đức đã có hơn 60 hãng chuyên sản xuất các phần tử điều khiển bàng khí nén như hãng Festo, hãng Herion, hãng Bosch.

    Hệ thống điều khiển bằng khí nén được sử dụng ở những lĩnh vực mà ở đó nguy hiểm, hay xảy ra cháy nổ, như các thiết bị phun sơn; các loại đồ gá kẹp chi tiết nhựa, chất dẻo; hoặc là được sử dụng cho lĩnh vực sản xuất các thiết bị điện tử, vì điều kiện vệ sinh môi trường tốt và an toàn cao. Ngoài ra hệ thống điều khiển bằng khí nén được sử dụng trong các dây chuyền rửa tự động; trong các thiết bị vận chuyển và kiểm tra của thiết bị lò hơi, thiết bị mạ điện, đóng gói, bao bì và trong công nghiệp hóa chất.

 

1.5.2. Hệ thống truyền động

    - Các dụng cụ, thiết bị máy va đập: Các thiết bị, máy móc trong lĩnh vực khai thác, như khai thác đá, khai thác than; trong các công trình xây dựng, như xây dựng hầm mỏ, đường hầm….

    - Truyền động quay: Những dụng cụ vặn vít từ M4 đến M300; máy khoan, công suất khoảng 3.5KW; máy mài công suất khoảng 2.5KW, cũng như những máy mài với công suất nhỏ, nhưng với số vòng quay cao 100.000 vòng/ phút thì khả năng sử dụng động cơ truyền động bằng khí nén là phù hợp.

    - Truyền động thẳng: Vận dụng truyền động bằng khí nén cho truyền động thẳng trong các dụng cụ, đồ gá kẹp chi tiết, trong các thiết bị đóng gói, trong các loại máy gia công gỗ, trong các thiết bị làm lạnh, cũng như trong hệ thống phanh hãm oto.

    - Trong các hệ thống đo và kiểm tra: Dùng trong các thiết bị đo và kiểm tra chất lượng sản phẩm.

 

• Sử dụng hệ thống khí nén cho cơ cấu chấp hành của hệ thốngmáy ép

là xylanh điều khiển kép. Để điều khiển cơ cấu chấp hành này ta sử dụng van phân phối kiểu 5/2 truyền động gồm có các phần chính và chức năng của nó như sau:

   Hình 2.1.2:  Hệ thống khí nén.

            1. nguồn cấp khí               

             2. bộ lọc khí                       

             3.  van phân phối 5/2        

            4, 5. van tiết lưu

  6. Piston        

  -  Trạm nguồn: Máy nén khí là các máy móc (hệ thống cơ học) có chức năng làm tăng áp suất của chất khí. Công dụng của máy nén khí thì rất nhiều, chúng có mặt trong hầu hết các ngành công nghiệp như đóng nắp chai, in ấn, bao bì, thực phẩm, dệt, gỗ,… Máy nén khí là một “mắt xích” quan trọng trong các hệ thống công nghiệp sử dụng khí ở áp suất cao để vận hành các máy móc khác…

Máy nén khí hút không khí từ môi trường ngoài và dự trữ trong 1 bình hơi, do đó áp suất khí trong bình rất lớn. Từ bình hơi, khí sẽ được phân phối đến các công cụ khác nhau như súng phun hơi để thổi bụi hoặc nước, hoặc đến các loại máy có bộ phận quay như máy vít đinh, máy khoan, máy đánh nhám… Trong các loại máy này có 1 tuốc-bin hơi nhỏ, khi cho dòng khí áp suất cao vào sẽ đẩy các cánh quạt của tuốc-bin quay, nhờ các cơ cấu truyền động thích hợp, các máy đó sẽ hoạt động. Thường là không khí, được dùng phổ biến để cung cấp năng lượng cho công cụ dùng khí nén như máy khoan đường, bơm phun sơn và máy khoan răng.

Hình 2.1.3:  Trạm nguồn (máy nén khí).

 

   - Xy lanh: Xy lanh có nhiệm vụ biến đổi năng lượng thế năng hay động năng của lưu chất thành năng lượng cơ học – chuyển động thẳng hoặc chuyển động quay

   Thông thường xy lanh được lắp cố định, pistông chuyển động. Một số trường hợp có thể piston cố định xy lanh chuyển động.

   Pittông bắt đầu chuyển động khi lực tác động một trong hai phía của nó (lực áp suất, lò xo hoặc cơ khí) lớn hơn tổng các lực cản có hướng ngược lại chiều chuyển động (lực ma sát ,phụ tải,lò xo...)

 

 

                             Hình 2.1.4: Xylanh tác động kép

+ Van một chiều: Cho phép không khí đi từ máy nén khí đi vào bồn và ngăn không khí chạy ngược lại khi máy nén khí tắt.

 

 + Cơ cấu chấp hành: Cơ cấu chấp hành dùng trong hệ truyền động ở đây chính là xy lanh. Cơ cấu chấp hành này có chức năng nhận năng lượng của nguồn khí công tác, rồi biến năng lượng đó thành động năng chuyển động (tịnh tiến).

Hình 2.1.5: xylanh

 

- Công tắc hành trình :

    Công tắt hành trình làm chức năng đóng mở mạch điện, và nó được đặt trên đường hoạt động của một cơ cấu nào đó sao cho khi cơ cấu đến 1 vị trí nào đó sẽ tác động lên công tắc.
    Khi công tắc hành trình được tác động thì nó sẽ làm đóng hoặc ngắt một mạch điện do đó có thể ngắt hoặc khởi động cho một thiết bị khác. Người ta có thể dùng công tắc hành trình vào các mục đích như:

    +Giới hạn hành trình ( khi cơ cấu đến vị trí giới hạn tác động vào công tắc sẽ làm ngắt nguồn cung cấp cho cơ cấu -> nó không thể vượt qua vị trí giới hạn)
    + Hành trình tự động: Kết hợp với các role, PLC hay Vi Điều Khiển để khi cơ cấu đến vị trí định trước sẽ tác động cho các cơ cấu khác hoạt động (hoặc chính cơ cấu đó

 

Hình 2.1.8: Công tắc hành trình

 

 

 

                                     

- Van tiết lưu: Van tiết lưu có công dụng điều chỉnh lưu lượng chất lỏng, chất khí trong hệ thủy lực và trong hệ thống khí nén hoặc một bộ phận hệ thủy lực, khí nén. Qua đó điều chỉnh vận tốc cơ cấu chấp hành: động cơ thủy lực, khí nén.

 

 

                          

 

                               Hình 2.1.13: Van tiết lưu.

1. Nguyên lý hoạt động của máy

• Sơ đồ nguyên lý máy                                                                                                                                      

    

• Chú thích :

1. Thanh dẫn hướng

2. Pistong chặn nắp

3. Pistong giữ nắp

4. Bệ giữ pistong

5. Nắp

6. Thanh dẫn hướng

7. Tấm chặn nắp

8. Băng tải nắp

9. Khung chặn nắp

10. Khung định vị nắp

11. Pistong chặn hũ

12. Hũ

13. Hộp bánh xoay hũ

14. Thân máy

15. Bánh xoay hũ

16. Thanh truyền

17. Pistong kéo hộp bánh xoay hũ

18. Động cơ bánh xoay hũ

19. Rây trượt

20. Tấm kẹp nắp

21. Động cơ băng tải hũ

22. Băng tải hũ

23. Pistong chặn hũ

24. Động cơ băng tải nắp

25. Băng tải nắp

1.1.          Mô tả hoạt động của máy

– Nguyên tắc hoạt động:

     Khi cấp nguồn điện cho hệ thống điều khiển và khí nén cho hệ thống chấp hành,  thì hành trình tịnh tiến của các xylanh trở về vị trí quy định ban đầu trong thiết kế.

Nhấn Start
>Bước 1 -> động cơ 1&2 chạy đưa hũ và nắp vào vị trí đặt CTHT
>Bước 2 -> khi CTHT hũ đếm đủ 4 hũ thì xylanh A đi ra để chặn lại không cho hũ vào nữa 
+Điều kiện -> chờ 5s
>Bước 3-> xylanh B đi vào để kéo 2 băng xoay hũ kẹp lại, đồng thời lúc đó động cơ 3&4 chạy, dẫn động cho các bánh xoay hũ
+Điều kiện -> chờ 5s 
>Bước 4 -> khi CTHT nắp xác nhận đã đủ 4 nắpthì xylanh D đi ra, đẩy lược chặn xuống không cho lượt nắp kế tiếp vào và xylanh C kéo thanh chặn nắp lên để nắp đi vào khung định vị và rơi vào miệng hũ (lưu ý: bước này chỉ được kích hoạt khi đã hoàn thành bước 3)
+Điều kiện -> chờ 5s 
>Bước 5-> xylanh E đi ra đẩy bệ đè nắp đi xuống để điều chỉnh nắp nằm ngay vị trí miệng hũ 
>Bước 6-> 2 xylanh F G đồng loạt đi ra đẩy thanh kẹp nắp vào để giữ chặt nắp
+Điều kiện -> giữ 5s để nắp được xiết chặt vào hũ 
>Bước 7 -> các xylanh A,B,C,D,E,F,Gtrở lại vị trí ban đầu và xylanh H đi vào để hũ đã xiết đi ra khỏi khu vực xiết nắp
>Bước 8 -> lượt hũ, nắp mới tiếp tục đi vào và quy trình tiếp tục lặp lại đến khi ta nhấn nút Stop hoặc nút khẩn cấp Emergency hay mất điện thì quy trình mới dừng lại.
*Khi máy ngừng hoạt động, tất cả các động cơ ngừng chạy và các xylanh trở về vị trí ban đầu (nếu nguồn khí vẫn còn).

2.2. Ưu điểm, nhược điểm.

vƯu điểm

- Năng suất cao

- Không ô nhiễm môi trường

- An toàn, dễ sử dụng và bảo quản.

vNhược điểm

- Dòng khí xả gây ra tiếng ồn

- Khả năng tích hợp hệ điều khiển phức tạp cồng kềnh

3. TÍNH TOÁN ĐỘNG HỌC MÁY

3.1 Cơ sở tính toán khí nén

3.1.1. Thành phần hóa học của khí nén

        Nguyên tắc hoạt động của các thiết bị khí nén là không khí trong khí quyển được hút vào và nén trong máy nén khí. Sau đó khí nén từ máy nén khí được đưa vào hệ thống khí nén.

     Không khí là loại hỗn hợp bao gồm những thành phần chính sau:

          Bảng 2.1. thành phần hóa học của khí nén.

 

Khí	N2	O2	Ar	CO2	H2
Thể tích %	78.08	20.95	0.93	0.03	0.01
Khối lượng%	75.51	23.01	1.286	0.04	0.001

 

Ngoài những thành phần trên, trong không khí còn có hơi nước, bụi… chính những thành phần đó gây ra cho các thiết bị khí nén sự ăn mòn, sự rò rỉ, phải cần có biện pháp hay thiết bị để loại trừ hoặc giới hạn mức thấp nhất những thành phần đó trong hệ thống:

3.1.2.  Đơn vị đo trong hệ thống điều khiển

- áp suất

Đơn vị đo cơ bản là pascal (pa) : 1pa = 1

Ngoài ra người ta còn dùng : Mpa, bar

                 1Mpa =

- lực : đơn vị của lực là Newton (N) :

Ngoài ra còn dùng : dyn, kp, Mp, p

- Công : đơn vị của công là Joule (J) :1J = 1N.m

Ngoài ra còn dùng : Kwh, Kcal

- Công suất: đôn vị của công suất là (W) 1W = 1N.m/s

     Ngoài ra còn dùng : Kw, Kcal/h, Kcal/s

- Độ nhớt động: Độ nhớt của một chất lưu là thông số đại diện cho ma sát trong của dòng chảy. Khi các dòng chất lưu sát kề có tốc độ chuyển động khác nhau, ngoài sự va đập giữa các phần tử vật chất còn có sự trao đổi xung lượng giữa chúng. Những phần tử trong dòng chảy có tốc độ cao sẽ làm tăng động năng của dòng có tốc độ chậm và ngược lại phần tử vật chất từ các dòng chảy chậm sẽ làm kìm hãm chuyển động của dòng chảy nhanh.

Trong khí nén độ nhớt động không có vai trò quan trọng.

Đơn vị của độ nhớt động v là  

    : Độ nhớt động lực (pas)

    : khối lượng riêng (Kg/

3.1.3.Cơ sở tính toán khí nén

Hình 2.2.2: Cơ cấu ép

Trong bộ phận điều khiển ta chọn xy lanh kép nên áp lực tác động vào xi lanh là theo hai phía.

 

Ta có: Lực đẩy ra.

            Lực kéo vào.

                 

Trong đó: D: là đường kính piston.

                d: là đường kính trục piston.

               

                  là áp suất khí vào và ra.

                 

                 h: Hiệu suất truyền động, thông thường 80%.

Vậy ta có: lực đẩy ra.

 N

                Lực kéo vào.

  N

• Lưu lượng và sự tiêu thụ khí.

Bảng 2.2 lưu lượng khí tiêu thụ lý thuyết của xi lanh tác động kép đường kính 10 mm đến 100 mm