NGHIÊN CỨU TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ MÁY KHOAN LỖ GIA CÔNG ĐIỆN HÓA

MỞ ĐẦU

----------- & -----------

Trong công cuộc công nghiệp hóa - hiện đại hóa đất nước, cơ khí nói chung đóng một vai trò rất quan trọng. Nhưng ngày nay với sự phát triển vượt bậc của công nghệ, cơ khí truyền thống không thể mang lại hiệu quả cao trong nền kinh thế thị trường. Chính vì vậy xuất hiện một xu hướng mới trong công nghệ, đó là sự kết hợp giữa cơ khí, công nghệ thông tin và điện tử để hình thành một lĩnh vực mới - Lĩnh vực cơ khí tự động hóa. Trên thế giới, cơ khí tự động hóa đã xuất hiện khá lâu đời và phát triển rất mạnh nhưng tại Việt Nam đây là lĩnh vực mới và đang trong quá trình hình thành và phát triển. Một trong những sản phẩm của Cơ điện tử - Tự động hóa là dây chuyền hệ thống đóng nắp chai tự động. Bên cạnh đó nhu cầu sử dụng nước uống đóng chai cũng như các sản phẩm đóng gói ngày càng tăng. Nắm bắt được tầm quan trọng của hệ thống, nhóm thực hiện nghiên cứu" Thiết kế và chế tạo mô hình đóng nắp chai tự động ". Trong khi thực hiện đồ án, chúng em đã phân chia nhiệm vụ cho từng thành viên trong nhóm để cố gắng hoàn thành nhiệm vụ đã được giao:

  Sản phẩm cũng như kết quả đạt được ngày hôm nay tuy không có gì lớn lao nhưng đó là thành quả bước đầu khi chúng em ra trường bước vào cuộc sống mới.

  Mặc dù chúng em đã cố gắng hết sức để hoàn thiện hệ thống nhưng còn nhiều khó khăn về tài chính cũng như kiến thức nên không tránh khỏi những thiếu sót. Chúng em mong nhân được sự đóng góp của Quý thầy cô. Chúng em xin chân thành cảm ơn thầy Hoàng Tiến Dũng nói riêngvà các thầy cô ở khoa cơ khí nói chung đã giúp đỡ chúng em suốt thời gian thực hiện đề tài tốt nghiệp. Cuối cùng chung em xin chân thành cảm ơn Quý thầy cô.

Nhóm sinh viên thực hiện.

MỤC LỤC

MỞ ĐẦU.. 1

MỤC LỤC.. 2

Chương I. 13

TỔNG QUAN VỀ TỰ ĐỘNG HÓA QUÁ TRÌNH SẢN XUẤT VÀ HỆ THỐNG ĐÓNG NẮP CHAI TỰ ĐỘNG.. 13

1.1.     Tổng quan về tự động hóa quá trình sản xuất 13

1.2.      Nhu cầu sử dụng các sản phẩm nước uống đóng chai, hộp đóng nắp. 16

1.3.      Thực trạng sản xuất của các công ty ở Việt Nam.. 17

Chương II. GIỚI THIỆU VÀ NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA MÔ HÌNH HỆ THỐNG ĐÓNG NẮP CHAI TỰ ĐỘNG.. 19

I.     Giới thiệu và nguyên lý hoạt động của hệ thống đóng nắp chai 19

Chương III. 20

TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ CHẾ TẠO MÔ HÌNH HỆ THỐNG ĐÓNG NẮP CHAI TỰ ĐỘNG   20

PHẦN A. TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CƠ CẤU MÔ HÌNH ĐÓNG NẮP CHAI TỰ ĐỘNG.. 20

1.      Tính toán thiết kế băng tải. 20
2.     Giới thiệu chung. 20
3.        Tính toán thiết kế bộ truyền đai răng. 24
4.     Modun m được xác định theo công thức thực nghiệm: 24

2.    Chiều rộng b. 26

3.    Các thông số hình học khác được xác định theo bảng 4.13: 26

4.    Kiểm nghiệm đai theo khả năng kéo. 28

5.    Kiểm nghiệm đai theo độ bền mòn . 28

1.      Tính toán thiết kế cụm xoáy nắp và cụm chi tiết giữ chai. 30

PHẦN B. QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ GIA CÔNG CHI TIẾT ĐIỂN HÌNH.. 42

1.      QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ GIA CÔNG CHI TIẾT TRỤC XOAY. 42
2.     Phân tích chức năng điều kiện làm việc đặc điểm kết cấu và phân loại chi tiết gia công. 42
3.     LËp thø tù tiÕn tr×nh c«ng nghÖ. 44

II.  QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ GIA CÔNG CHI TIẾT MÂM XOAY. 45

1.     Phân tích chức năng điều kiện làm việc đặc điểm kết cấu và phân loại chi tiết gia công. 45
2.     Chương trình gia công CNC. 45

Lập chương trình tính toán trên phần mềm Mastercam.. 45

Chương IV. 50

GIỚI THIỆU BỘ ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH SIMATICIC S7 – 200. 50

VÀ CHƯƠNG TRÌNH ĐIỀU KHIỂN PLC. 50

3.1.     Tổng quan về PLC.. 50

Các ưu điểm của PLC so với mạch điện đấu dây thuần túy. 50

3.2.      Giới thiệu bộ điều khiển lập trình S7-200. 50

Phần B: HỆ THỐNG VÀ CHƯƠNG TRÌNH ĐIỀU KHIỂN PLC.. 73

I.     Các phần tử điều khiển điều chỉnh. 73

1.     Van điều khiển. 73

 

Chương I.

TỔNG QUAN VỀ TỰ ĐỘNG HÓA QUÁ TRÌNH SẢN XUẤT VÀ HỆ THỐNG ĐÓNG NẮP CHAI TỰ ĐỘNG

 

1.                    Tổng quan về tự động hóa quá trình sản xuất

         Là dùng năng lượng phi sinh vật (cơ, điện, điện tử...) để thực hiện một phần hay

toàn bộ quá trình công nghệ mà ít nhiều không cần sự can thiệp của con người.

 

         Tự động hóa là một quá trình liên quan tới việc áp dụng các hệ thống cơ khí, điện tử, máy tính để hoạt động, điều khiển sản xuất. Công nghệ này bao gồm:

 

v  Những công cụ máy móc tự động.

v  Máy móc lắp ráp tự động.

v  Người máy công nghiệp.

v  Hệ thống vận chuyển và điều khiển vật liệu tự động

v  Hệ thống máy tính cho việc soạn thảo kế hoạch, thu thập dữ liệu và ra quyết định để hỗ trợ sản xuất.

 

 

1.                    Phân loại tự động hóa

1.1 Tự động hóa cứng

          Là một hệ thống trong đó một chuỗi các hoạt động (xử lý hay lắp ráp) cố định trên một cấu hình thiết bị. Các nguyên công này trong dây chuyền thường đơn giản. Chính sự hợp nhất và phối hợp các nguyên công như vậy vào một thiết bị làm cho hệ thống trở nên phức tạp. Những đặc trưng chính của tự động hóa cứng:

v  Đầu tư ban đầu cao cho những thiết kế theo đơn đặt hàng.

v  Năng suất máy cao.

v  Tương đối không linh hoạt trong việc thay đổi các thích nghi trong  thay đổi sản phẩm.

1.2.           Tự động hóa lập trình

         Thiết bị sản xuất được thiết kế với khả năng có thể thay đổi trình tự các nguyên công để thích ứng với những cấu hình sản phẩm khác nhau.

 

         Chuỗi hoạt động có thể được điểu khiển bởi một chương trình, tức là một tập

lệnh được mã hóa để hệ thống đọc và diễn dịch chúng.

 

         Những chương trình mới có thể đươc chuẩn bị và nhập vào thiết bị để tạo ra sản

phẩm mới. Một vài đặc trưng của tự động hóa lập trình:

 

v  Đầu tư cao cho những thiết bị có mục đích tổng quát.

v  Năng suất tương đối thấp so với tự động hóa cứng.

v  Sự linh hoạt khi có sự thay đổi cấu hình trong sản phẩm mới.

v  Thích hợp cho sản xuất hàng loạt.

Tự động hóa linh hoạt là sự mở rộng của tự động hóa lập trình được. Khái niệm của tự động hóa linh hoạt đã được phát triển trong khoảng 25 đến 30 năm vừa quá và những nguyên lý vẫn còn đang phát triển.

1.3.                       Tự động hóa linh hoạt

Là hệ thống tự động hóa có khả năng sản xuất ra nhiều sản phẩm khác nhau mà hầu như không mất thời gian cho việc chuyển đổi từ sản phẩm này sang sản phẩm khác. Không mất thời gian cho sản xuất hay cho lập trình lại và thay thế các cài đặt vật lý(công cụ đồ gá, máy móc). Hiệu quả là hệ thống có thể lên kế hoạch kết hợp sản xuất khác nhau thay vì theo từng loại riêng biệt. Đặc trưng của tự động hóa linh hoạt có thể tóm tắt sau:

•            Đầu tư cao cho thiết bị.

•            Sản xuất liên tục những sản phẩm hỗn hợp khác nhau.

•            Tấc độ sản xuất trung bình.

•            Tính linh hoạt khi sản phẩm thay đổi thiết kế.

2.                    Tự động hóa trong thời đại hiện nay

Ngày nay nhiều nước tiên tiến trên thế giới đã có nhiều đường dây tự động phân xưởng tự động và cả nhà máy tự động gia công các sản phẩm hàng loạt lớn, hàng khối như vòng bi, pittông ....

Để áp dụng tự động hóa vào sản xuất hàng loạt nhỏ và sản xuất đơn chiếc khi mà số lượng chi tiết trong loạt ít mà chủng loại nhiều, người ta dùng máy điều khiển theo chương trình số. Máy này cho phép điều chỉnh máy nhanh khi chuyển sang gia công loạt chi tiết khác. Bước phát triển tiếp theo là sự xuất hiện của trung tâm gia công mà đặc điểm của nó là có ổ trữ dụng cụ để thay thế theo trình tự gia công.

Những năm gần đây trên thế giới đặc biệt là các nước tư bản có khuynh hướng mạnh hệ thống sản xuất linh hoạt. Ưu điểm nổi bật của nó là hệ số sử dụng thiết bị cao (85%) năng suất cao và tính linh hoạt rất cao. Nó được áp dụng rộng rãi trong các ngành công nghiệp máy công cụ, máy ô tô, máy kéo và công nghiệp hàng không... Trong hệ thống sản xuất linh hoạt có thể áp dụng tự động hóa toàn bộ quá trình sản xuất từ công đoạn thiết kế tự động chi tiết, tự động thiết kế quy trình công nghệ, thiết kế tự động chương trình gia công, tự động điều khiển quá trình sản xuất, tự động kiểm tra chất lượng sản phẩm... Đây là hình thức tự động hóa tiến bộ nhất đưa lại hiệu quả kinh tế lớn.

3.                    Sự cần thiết của tự động hóa

Các công ty hỗ trợ các dự án về vấn đề tự động hóa vì nhiều lý do khác nhau.

3.1.           Nâng cao năng suất

Tự động hóa các quá trình sản xuất hứa hẹn việc nâng cao năng suất lao động. Điều này có nghĩa tổng sản phẩm đầu ra đạt năng suất cao hơn so với hoạt động bằng tay tương ứng.

3.2.           Chi phí nhân công cao

Xu hướng trong xã hội công nghiệp của thế giới là chi phí cho công nhân không ngừng tăng lên. Kết quả là đầu tư cao lên trong các thiết bị tự động hoá đã trở nên kinh tế hơn để có thể thay đổi chân tay. Chi phí cao của lao động đang ép các nhà lãnh đạo doanh nghiệp thay thế con người bằng máy móc. Bởi vì máy móc có thể sản xuất ở mức cao, việc sử dụng tự động hoá đã làm cho chi phí trên một đơn vị sản phẩm thấp hơn.

3.3.           Sự thiếu lao động

Trong nhiều quốc gia phát triển, có sự thiếu hụt lớn lực lượng lao động. Chẳng hạn như Tây Đức đã bị ép buộc phải nhập khẩu lao động để làm tăng nguồn cung cấp lao động của mình. Việc thiếu hụt lao động cũng kích thích sự phát triển của tự động hoá.

3.3.1       Xu hướng dịch chuyển của lao động về thành phần dịch vụ

Xu hướng này đặc biệt thịnh hành ở Mỹ vào lúc 1986, tỷ lệ lao động được thuê trong sản xuất 20%. Năm 1947, nó vào khoảng 30%. Trước năm 2000, ước lượng là đạt con số khoảng 2%. Chắc chắn là tự động hoá sản xuất đã tạo ra sự dịch chuyển này. Tuy nhiên còn có nhiều sức ép xã hội, đoàn thể chịu trách nhiệm cho xu hướng này. Sự phát triển của lực lượng lao động văn phòng được thuê, được chính phủ liên bang, tiểu bang và địa phương đã tiêu thụ một phần lao động mà đáng lẽ đã phải tiêu thụ ở khu vực sản xuất. Ngoài ra, còn có xu hướng xem công việc là tẻ nhạt, không có ý nghĩa là bẩn thỉu. Quan điểm này đã khiến cho mọi người tìm kiếm việc làm trong thành phần dịch vụ của nền kinh tế. ( Chính phủ, bảo hiểm, dịch vụ cá nhân, pháp luật bán hàng …).

3.3.2       Sự an toàn.

Bằng việc tự động hoá các hoạt động và chuyển người vận hành máy từ vị trí tham gia tích cực sang vai trò đốc công, công việc trở nên an toàn hơn. Sự an toàn và thoải mái của công nhân đã trở thành mục tiêu quốc gia với sự ban hành đạo luật sức khoẻ và an toàn nghề nghiệp (1970). Nó cũng là sự tự động hoá.

3.3.3       Giá nguyên vật liệu cao

Giá cao của nguyên vật liệu tạo ra nhu cầu sử dụng các nguyên vật một cách

hiệu quả hơn. Việc giảm phế liệu là một trong những lợi ích của tự động hoá.

3.3.4       Nâng cao chất lượng sản phẩm

Các hoạt động tự động hoá không chỉ sản xuất với tốc độ nhanh hơn so với làm bằng tay mà còn sản xuất với sự đồng nhất cao hơn và sự chính xác đối với các tiêu chuẩn chất lượng.

3.3.5       Rút ngắn thời gian sản xuất

Tự động hoá cho phép nhà sản xuất rút ngắn thời gian giữa việc đặt hàng của khách hàng và thời gian giao sản phẩm. Điều này tạo cho người có ưu thế cạnh tranh trong việc tăng cường dịch vụ khách hàng tốt hơn.

3.3.6       Giảm bớt phôi liệu đang sản xuất

Lượng hàng tồn kho khi đang sản xuất tạo ra một chi phí đáng kể cho nhà sản xuất vì nó giữ chặt vốn lại. Hàng tồn kho khi đang sản xuất không có giá trị. Nó không đóng vai trò như nguyên vật liệu hay sản phẩm. Tương tự như nhà sản xuất sẽ có lợi khi giảm tối thiểu lượng phôi tồn đọng trong sản xuất. Tự động hoá có xu hướng thực hiện mục đích này bởi việc rút ngắn thời gian gia công toàn bộ sản phẩm phân xưởng

3.3.7       Tự động hóa mang lại hiệu quả nhanh, năng suất chất lượng ổn định

Đầu tư vào các dây chuyền tự động hóa mang lại hiệu quả nhanh hơn so với việc đầu tư đào tạo con người. Đồng thời năng suất, chất lượng sản phẩm ổn định.

 Tất cả những nhân tố trên hợp thành một bản đồng ca biến việc tự động hoá sản xuất thành một công cụ hấp dẫn thay cho phương pháp sản xuất bằng tay.

 

Nhậnxét: : Để đảm bảo chất lượng của sản phẩm, đồng thời tăng năng suất

ta chọn hệ thống lắp ráp tự động đó là một quy luật tất yếu phải xảy ra.

4.        Nhu cầu sử dụng các sản phẩm nước uống đóng chai, hộp đóng nắp

Xã hội ngày càng phát triển đời sống người dân ngày càng được nâng cao. Do đó, nhu cầu ăn uống của người dân cũng được nâng cao. Chính vì vậy mà những năm gần đây các loại nước ngọt đóng chai (như Cocacola, Pepsi, Trà xanh Oo, nước ép trái cây đóng chai ... ) phục vụ cho người dân rất đa dạng và được bán rộng khắp trên cả nước tạo điều kiện thuận lợi cho người tiêu dùng trong việc chọn lựa, đa dạng cả về mẫu mã lẫn chất lượng. Thời gian gần đây ta nhận thấy các sản phẩm nước uống giải khát của các tập đoàn lớn như Coca hay Pepsi đã không còn chiếm thị phần lớn ở thị trường Việt Nam thay vào đó là các loại nước uống giải khát có giá trị dinh dưỡng hơn: Như các loại nước trái cây ép hay các loại trà thảo dược.

Hình 1.2: Một sản phẩm nước ép trái cây đóng chai.

Nếu như trước đây các loại nước ngọt chỉ có mặt tại các cửa hàng lớn, siêu thị thì giờ đây nó đã có mặt ở mọi nơi từ các tiệm bách hoá, các cửa hàng bán lẻ nhỏ, các quán nước ven đường hay nói đúng hơn chỉ cần vài ba bước là có thể mua được. Từ đó, có thể thấy mức độ phổ biến của các sản phẩm nước ngọt. Nước ta có khoảng 80 triệu người chỉ cần tính mỗi người sử dụng một chai nước, thì con số chai nước cần sản xuất đã lên tới 80 triệu chai do đó nhu cầu sử dụng nó là rất lớn.

Chính vì thế, nhiều cơ sở, nhiều xí nghiệp, công ty sản xuất nước ngọt đã thành lập, đó là nhu cầu tất yếu.

Ngoài các loại nước uống, phải kể đến sự phát triển của các sản phẩm chai đóng nắp hiện nay: Như các sản phẩm dầu mỡ bôi trơn, nước mắm,... Do đó có thể thấy nhu cầu sản xuất các sản phẩm hộp đóng nắp rất cao.

4.1.           Thực trạng sản xuất của các công ty ở Việt Nam

Cùng với sự phát triển của các sản phẩm nước ép trái cây đóng chai ... ta thấy việc chuyển đổi sử dụng chai chứa cho các sản phẩm, các loại chai nhựa thay thế cho các loại chai thủy tinh vì sự tiện dụng của chai nhựa. Do đó nó cũng làm thay đổi công nghệ chiết rót và đóng nắp chai, các chai thủy tinh thì nắp thường được đóng chặt vào còn chai nhựa thường được xoáy.

Với nhu cầu sản lượng lớn thì công việc sản xuất chiết rót, đóng nắp chai bằng tay là không hiệu quả. Đặt ra yêu cầu đưa hệ thống dây chuyền tự động chiết rót và đóng nắp chai tự động vào sản xuất. Trên thị trường Việt Nam có hệ thống chiết rót và đóng nắp chai tự động ứng dụng trong nhiều lĩnh vực sản xuất khác nhau nhưng các dây chuyền đều được nhập từ nước ngoài: Đài Loan, Trung Quốc... Do đó giá thành cao và gặp nhiều khó khăn trong quá trình vận hành, sửa chữa. Sau đây là một số dây chuyền  chiết  rót  và đóng  nắp chai  tự động có trên thị trường  hiện  nay:

Hình 1.3a: Một dây chuyền chiết rót đóng nắp chai dầu bôi trơn.

Hình 1.3b: Dây chuyền đóng nắp chai nước mắm.

Hình 1.3c: Dây chuyền chiết rót và đóng nắp chai sữa

Hình 1.3d: Dây chuyền chiết rót và đóng nắp chai thuốc trừ sâu.

 

Đứng trước nhu cầu của thực tiễn sản xuất, được sự đồng ý của khoa Cơ khí, sự cho phép và hướng dẫn của thầy Hoàng Tiến Dũng. Nhóm chúng em thực hiện đề tài “Thiết kế và chế tạo mô hình máy đóng nắp chai tự động” ở mức độ mô hình.

Chương II.           

GIỚI THIỆU VÀ NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA MÔ HÌNH HỆ THỐNG ĐÓNG NẮP CHAI TỰ ĐỘNG

1.                    Giới thiệu và nguyên lý hoạt động của hệ thống đóng nắp chai
2.       Giới thiệu

Trong giới hạn đề tài tốt nghiệp, do còn nhiều hạn chế về kiến thức, thời gian,kinh phí… chúng em giới hạn thực hiện các công đoạn của dây đóng nắp chai tự động:

·      Cấp chai: bằng tay.

·      Cấp nước: tự động

·      Cấp nắp tự động.

·      Đóng nắp tự động.

Dựa trên những yêu cầu đề ra: Dây chuyền đóng nắp chai cùng với việc thamkhảo các dây chuyền đã có chúng em đã đưa ra kết cấu của dây chuyền như sau:

Hình 2.1: Dây chuyền đóng nắp chai tự động

2.       Vật tư chế tạo dây chuyền

Các chi tiết của dây chuyền được làm bằng thép, nhôm và tôn là chủ yếu. Những chỗ chịu lực lớn, momen lớn, cần độ cứng vững thép được ưu tiên sử dụng.

Các chi tiết đỡ, gá đều được gia công trên máy phay, máy tiện. Các chi tiết tôn

dạng tấm được gia công trên máy dập…

         Trong dây chuyền cũng sử dụng các xi lanh nén khí, các van điều khiển, các ống dẫn khí và các cảm biến quang, công tắc hành trình…

Chương III.       

TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ CHẾ TẠO MÔ HÌNH HỆ THỐNG ĐÓNG NẮP CHAI TỰ ĐỘNG

PHẦN A. TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CƠ CẤU MÔ HÌNH ĐÓNG NẮP CHAI TỰ ĐỘNG

1.                    Tính toán thiết kế băng tải.
2.       Giới thiệu chung

Băng tải thường được sử dụng để di chuyển các loại vật liệu đơn chiếc và vật liệu rời theo phương ngang và phương nghiêng. Trong các dây chuyền sản xuất, các thiết bị này được sử dụng rộng rãi như những phương tiện để vận chuyển các cấu kiện nhẹ, trong các xưởng luyện kim dùng để vận chuyển quặng, than đá, các loại xỉ lò trên các trạm thuỷ điện thì dùng để vận chuyển nhiên liệu. Trên các kho, bãi thì dùng để vận chuyển các loại hàng bao kiện, vật liệu hạt, hoặc một số sản phẩm khác; trong một số ngành công nghiệp nhẹ , công nghiệp thực phẩm, hoá chất thì dùng để vận chuyển các sản phẩm đã hoàn thành và chưa hoàn thành giữa các công đoạn, các phân xưởng, đồng thời cũng dùng để loại bỏ các sản phẩm không sử dụng được.

Băng tải có ưu điểm cấu tạo đơn giản, bền, có khả năng vận chuyển rời và đơn chiếc theo các hướng nằm ngang, nằm nghiêng hoặc kết hợp nằm ngang và nghiêng. Vốn đầu tư không lớn lắm có thể tự động được, vận hành đơn giản, bảo dưỡng dễ dàng, làm việc không ồn ào, năng suất cao và tiêu hao năng lượng so với máy vận chuyển khác không lớn lắm.

Tuy vậy phạm vi sử dụng của băng tải bị hạn chế vì chúng có độ dốc cho phép

không cao (16-200, tuỳ theo tính chất vận chuyển) không đi theo đường cong được.

Cấu tạo chung của băng tải:

Hình 2.2.1a : Cấu tạo chung của băng tải

1.      Bộ phận kéo cùng các yếu tố làm việc trực tiếp mang vật

2.      Trạm dẫn động, truyền chuyển động cho bộ phận kéo

3.      Bộ phận căng, tạo và giữ lực căng cần thiết cho bộ phận kéo.

4.      Hệ thống đỡ (con lăn, giá đỡ…) làm phần trượt cho bộ phận kéo và các yếu tố làm việc.

5.      Bộ phận đổi hướng cho bộ phận kéo.

Các thông số chủ yếu của máy chủ yếu là:

·        Năng suất.

·        Vận tốc di chuyển.

·        Chiều dài và chiều cao vận chuyển

 

2.       Chọn loại băng tải.

Hình 2.2.1.b: Băng tải đai

Hình 2.2.1.c: Băng tải đai trong dây chuyền sản xuất

• Băng tải con lăn

Hình 2.2.1. d: Băng tải con lăn

 

• Băng tải lá.
• Băng tải thanh đẩy.

 

Trong đồ án này chúng em quyết định chọn băng tải đai với những lý do sau:

 

v  Chi tiết dẫn động chai được dẫn trực tiếp trên băng tải.

v  Tải trọng của băng tải không cần lớn.

v  Dễ chế tạo, dễ thiết kế.

v  Giá thành rẻ.

v  Vật liệu dễ kiếm

 

 

Hình 2.2.1.e: Băng tải đai

3.       Chọn cụm chi tiết dẫn động

 

Băng tải dẫn động bằng động cơ điện DC.

Có 3 loại động cơ điện được đưa ra để lựa chọn đó là

• Động cơ bước

Hình 2.2.1.3a: Động cơ bước

            Với yêu cầu khá đơn giản của băng tải như là:

v  Chỉ cần vận chuyển chai trên băng tải.

v  Băng tải chạy liên tục, có các cụm chi tiết chặn chai.

v  Không đòi hỏi độ chính xác cao, tải trọng nhẹ.

v  Dễ điều khiển, giá thành rẻ.

Với tất cả các lý do trên nên nhóm đã quyết định chọn động cơ điện một chiều làm động cơ dẫn động cho băng tải. Động cơ được chọn có momen lớn do yêu cầu làm việc của băng tải có tải trọng.

4.       Thiết kế băng tải

a)          Giới thiệu sơ lược về băng tải

Băng tải gồm có:

+      Một đế nhôm đỡ băng tải.

+      Bốn rulô nhựa, tám ổ bi.

+      Nhôm gá động cơ.

+      Fip mỏng đỡ dây đai.

+      Dây đai bằng nhám vải mịn.

+      Nhôm, ke, ống dẫn hướng cho chai chạy trên băng tải.

 

b)                  Thiết kế kích thước tổng quan của băng tải và các chi tiết gia công

Từ kích thước của chai là: Đường kính mm, chiều cao 210mm. Đồng thời kết hợp với kích thước đai, không gian hoạt động của mâm xoay chúng em quyết định thiết kế băng tải với kích thước:

Hình 2.2.1.4a: Băng tải

·         Thiết kế chi tiết puli trong băng tải:

Hình 2.2.1.4b: Bản vẽ chi tiết của rulô

Chi tiết rulô làm bằng nhựa trắng cứng, được gia công trên máy tiện 1k62. Lỗ tâm được khoan trên máy tiện để đảm bảo độ đồng tâm. Gia công từ phôi nhựa 50 ta tiến hành khỏa mặt đầu, khoan lỗ tâm, cắt đứt chi tiết. Bề mặt của rulô được gia công có độ nhám cao để dây đai có thể bám được trên bề mặt của rulô.

 

Lỗ rulô được lắp với trục dẫn động nên lỗ được gia công với kích thước dung sai dưới đảm bảo khi lắp với trục là lắp vừa. Kích thước lỗ Ф6 – 0,05 mm

1.                 Tính toán thiết kế bộ truyền đai răng.

1.       Modun m được xác định theo công thức thực nghiệm:

suy ra bước đai: p = mπ, mm

Trong đó:                   - P₁ công suất truyền, kW; P₁= 30W= 0,03 kW

n₁ - số vòng quay bánh dẫn, vg/ph; n₁= 47 vg/ph

k = 35 – đai gờ hình thang, k = 25 – đai gờ hình tròn; chọn k=25

C_r – hệ số tải trọng động, có giá trị 1,3…2,4 (giá trị lớn với thiết bị làm việc có va đập hoặc quá tải cục bộ thường xuyên). Chọn C_r = 1,3

Ta có:

Chọn m = 2

Sau khi xác định chọn m hoặc p theo giá trị tiêu chuẩn (bảng 4.11, 4.14 để chọn m hoặc

a.           để chọn p).

Bảng 4.11 Các thông số bộ truyền đai răng gờ hình thang

Thông Số		Môdun m (mm)
		1	1,5		2				3	4	5		7	10
Bước răng p, mm		3,14	4,71		6,28				9,42	12,57	15,71		21,99	31,42
Tải trọng riêng cho phép [wo], N/mm		2,5	3,5		5,0				9,0	25,0	30,0		32,0	42,0
Tỷ số truyền lớn nhất		7,7	10,0		11,5				12,0	8,0	8,0		6,67	4,7
Chiều cao răng h, mm		0,8	1,2		1,5				2,0	2,5	3,5		6,0	9,0
Chiều dày đai H,mm		1,6	2,2		3,0				4,0	5,0	6,5		11,0	15,0
Khoảng cách δ, mm		0,4	0,4		0,6				0,6	0,8	0,8		0,8	0,8
Đường kính dây lõi thép		0,36							0,65…0,75
Góc biên dạng răng 2γo		50							40
Số răng z1 cho phép nhỏ nhất		13		10						15			18
Số răng  z2 lớn nhất		110					115		120					85
Số răng z1 nên chọn khi n vg/ph	750 1000 1500 3000	- 13 14 15		- 10 11 12					- 12 14 16	- 15 18 20			22 24 26 28
Miền giá trị số răng zp đai		40…160								48…250		48…200	56…140	56…100
Chiều rộng đai b, mm		3; 4; 5;8		4; 5; 8; 10		8; 10; 12.5		12,5;16;20		20; 25; 32; 40		25; 32; 40; 50	50; 63; 80	50; 63; 80
Khối lượng 1m dây đai có chều rộng  1mm, kg/m.mm		2,0		2,5		3,0		4,0		6,0		7,0	8,0	11,0
Độ mềm của đai chiều rộng 1mm trên chiều dài mỗi bước λ.104, mm2 /N		7		8		9		14		6		8	11	16

Chú thích:

1- Số răng z_p của đai theo dãy tiêu chuẩn sau: 40, 42, 45, 48, 50, 53, 56, 63, 67, 71, 75, 80, 85, 90, 100, 105, 112, 115, 125, 130, 140, 150, 160, 170, 180, 190, 200, 210, 220, 235, 250.

2- Chiều rộng đai b chọn theo dãy: 3; 4; 5; 8; 10; 12,5; 16; 20; 25; 32; 40; 50,5; 63; 80; 100; 125; 160; 200mm.

3- Chiều dài đai: L_p = πmz_p. Chiều dài theo đường trung hoà chọn theo dãy tiêu chuẩn sau: 400, 450, 500, 560, 630, 710, 800,900, 1000, 1120, 1250, 1400, 1600, 1800, 2000, 2240, 2500, 2800, 3150,3550, 4000, 4500, 5000, 5600, 6300, 7100, 8000, 9000, 10000, 11200, 12500, 14000, 16000, 18000.

 

Hoặc ta có thể chọn m phụ thuộc vào công suất P và vận tốc góc theo bảng sau:

Bảng 4.12 Chọn mô đun m theo công suất P₁ và vận tốc góc:

Công suất P1, kW	Mô đun m nên chọn với vận tốc góc ω, rad/s
	350	180	125	90	70
0,4 1,5 5,5 7,5 17 30	3 3 4 4 5;7 5;7	3 3;4 4 5;7 5;7 7	3 3;4 4 5;7 7 7	3;4 4 4;5 5;7 7 7;10	3;4 4 4;5 5;7 7 7;10

 

2.       Chiều rộng b đai răng xác định theo công thức và chọn tiêu chuẩn theo bảng 4.11:

                (4.59)

Trong đó: C_C - hệ số xét đến việc có sử dụng con lăn căng hoặc con lăn dẫn hướng: C_C = 1 - khi không sử dụng; C_C = 0,9 khi sử dụng 1 con lăn; C_C = 0,8 khi sử dụng  2 con lăn; [p]z – áp lực cho phép MPa, cho trong bảng 4.15; z₀ – số răng ăn khớp trong bánh đai nhỏ; h – chiều cao đai; ψ - hệ số phân bố tải trọng không đều giữa các răng ψ = 1,1…1,2.

Ngoài ra ta có thể xác định b theo công thức:

          (4.60)

Trong đó:  – lực vòng, N; [w_t], N/mm - tải trọng riêng cho phép, xác định theo công thức (4.63).

Theo bảng 4.11 chọn giá trị b tiêu chuẩn.

ð Chọn b = 16 mm

3.       Các thông số hình học khác được xác định theo bảng 4.13:

Từ Bảng 4.13 ta xác định được:

-         Số răng Z₁:

Z₁ chọn theo tiêu chuẩn theo 4.29 [TTHDĐCK 1]

Z₁ = 15 răng => d₁ = m.Z₁ = 2.15 = 30 mm

-         Số răng Z₂:

Ta có tỷ số truyền của hệ u = 2

Suy ra Z₂ = Z₁ . u= 15.2 = 30 răng

ð d₂ = m. Z₂ = 2.30 = 60 mm

-         Khoảng cách trục a được chọn theo điều kiện:

a_min ≤ a ≤ a_max

a_min tính theo bảng 4.13 ta có :

a_min    =  0,5(d₁ + d₂) + C  = 49 mm

a_max   = 2m.(Z₁ + Z₂) = 2.2.(30+60)  =  360 mm

ð Chọn a = 140 mm

Bảng 4.13

Thông số hình học	Công thức
Chiều cao răng h	h = (0,6÷0,9)m (m - môđun đai)
Chiều rộng nhỏ nhất của răng	S = (1÷1,2)m (m - môđun đai)
Đường kính vòng chia	d1 = mz1 và d2= mz2
Đường kính vòng đỉnh	da1 = d1 -2 + k1; da2 = d2 -2 – k2 với k1, k2 xác định theo công thức: k1= 0,2(Ft /b)z1; k2 = 0,2(Ft/ b)z2 với là độ mềm của đai, tra theo bảng 4.11 và 4.14.
Đường kính vòng đáy	df = da -1,8m
Số răng ăn khớp trên bánh đai nhỏ	zỵ = z1[1800 – 57,30(d2 – d1)/a] /3600
Khoảng cách trục nhỏ nhất amin	amin= 0,5(d1 + d2) + C trong đó: C = 2m (m - môđun đai) khi m ≤ 5; C = 3m (m - môđun đai) khi m > 5.

Các công thức tính chiều dài đai, khoảng cách trục như bộ truyền đai dẹt hoặc thang.

Chiều dài đai được xác định sơ bộ, sau đó tính toán lại khoảng cách trục và tính chính xác

chiều dài đai theo số răng z_p của đai.

Đai răng có gờ hình tròn, đảm bảo phân bố ứng suất đều trong đai, tăng khả năng tải lên 40%, vào khớp êm hơn.

 Các thông số hình học chủ yếu của đai gờ hình tròn cho trong bảng 4.14.

Bảng 4.14 .Các thông số hình học cơ bản đai có gờ hình tròn

Mô đun m, mm	Bước răng p,mm	Bán kính đai R1, mm	Chiều cao răng h1 ,mm	Chiều sâu răng h2, mm	Bán kính R2,mm	Khoảng cách δ, mm	Độ mềm λ.104 mm2/N	Tải trọng riêng cho phép [w0], N/mm
3 4 5	9,42 12,57 15,71	2,5 3,5 4,5	4 5 6	4,05 5,05 6,05	2,65 3,65 4,70	0,6 0,8 0,8	9 4 5	12,0 35,0 42,0

 

4.        Kiểm nghiệm đai theo khả năng kéo

 Tránh cắt chân răng và đứt dây đai.Kiểm nghiệm theo khả năng kéo bằng cách tính theo tải trọng riêng w_t :

W_t ≤ [w_t]                                                    (4.61)

trong đó [w _t] - tải trọng riêng cho phép, N/mm.

Tải trọng riêng xác định theo công thức:

                                             (4.62)

Trong đó:            F_t - lực vòng, N.

v- vận tốc đai, m/s

q- khối lượng 1 m dây đai với chiều rộng 10mm

 

 

Mô đun m, mm	2	3	4	5	7	10
Khối lượng q.102 kg/(m.mm)	0,032	0,04	0,06	0,075	0,09	0,11

 

Tải trọng riêng cho phép [w_t] được xác định theo công thức:

[w_t] = [w₀]C_rC_uC_cC_b                                      (4.63)

 

Trong đó:       [w₀] - tải trọng riêng cho phép, tra bảng 4.11, 4.14;

C_r- hệ số chế độ làm việc (bảng 4.8).

C_u - hệ số xét đến ảnh hưởng tỉ số truyền (khi u > 1 thì C_u = 1):

u	1…0,8	0,8…0,6	0,6…0,4	0,4…0,3	Nhỏ hơn 0,3
Cu	1	0,95	0,9	0,85	0,8

 

C_b - hệ số xét đến ảnh hưởng chiều rộng dây đai:

b	8	10	12,5	16	20	25	40	63	100
Cb	0,67	0,77	0,83	0,91	0,94	1	1,04	1,09	1,2

 

5.       Kiểm nghiệm đai theo độ bền mòn

Tính theo áp lực sinh ra trên bề mặt đai răng.

Khi số răng ăn khớp trên bánh đai nhỏ z₀ ≤ 6 thì ta kiểm tra theo độ bền mòn theo điều kiện:

ð           

Với: b – chiều rộng đai, mm; h – chiều cao răng, mm; φ ≈ 2 – hệ số tập trung tải trọng giữa các răng; [p]_z – áp lực cho phép bề mặt răng (Bảng 4.15).

Bảng 4.15 Phụ thuộc áp lực cho phép vào số vòng quay

 

n1, vg/ph	100	200	400	1000	2000	5000	10000
[p]z MPa	2,5	2,00	1,50	1,00	0,75	0,50	0,35

 

Trong bộ truyền đai răng không cần thiết phải căng đai ban đầu. Tuy nhiên để đảm bảo dây đai ăn khớp với bánh đai thì lực căng đai ban đầu F₀ = (1,1...1,3)qbv² hoặc phụ thuộc môđun m:

m	2	3	4	5	7	10
F0/b, Nmm	0,4	0,6	0,8	1,0	1,4	2,0

 

Lực tác dụng lên trục F_r:

F_r = (1...1,2)F_t                                              (4.65)

Theo IS0 5296-I : 1989 Bước đai theo bảng tiêu chuẩn 4.16 (mm hoặc in).

Bảng 4.16

Đai gờ hình thang			Đai gờ hình tròn
Ký hiệu bước	Bước đai p, mm		Ký hiệu bước	Bước đai p, mm
MXL XL L H XH XXH	2,032 5,080 9,525 12,700 22,225 31,750		T2,5 T5 T10 T20	2,5 5,0 10,0 20,0
HTD5 HTD8 HTD14 STD5 STD8 STD14	5,0 8,0 14,0 5,0 8,0 14,0		AT5 AT10 AT20	5,0 10,0 20,0

1. 
                 Tính toán thiết kế cụm xoáy nắp và cụm chi tiết giữ chai.
2.          Tính toán thiết kế chi tiết mâm xoay trong cụm giữ chai

• Tính công suất động cơ

Với yêu cầu về kỹ thuật và bài toán kinh tế. Ta chọn loại xích con lăn và có có số răng đĩa nhỏ là Z1= 13, số răng đĩa lớn Z2 = 26, công suất ban đầu của động cơ là 80W, tải trọng êm. Nên ta có tỉ số truyền của bộ truyền xích là u = 2.

Lấy Kđ = 1 (tải trọng êm), KA = 1,25 (lấy khoảng cách trục A ~ 20t), K0 = 1,25(bộ truyền có góc nghiêng > 60o), Kđc = 1,25( bộ truyền không điều chỉnh được), Kb = 1 ( hệ số bôi trơn nhỏ giọt).

Ta có điều kiện sử dụng xích K= 1*1,25*1,25*1,25*1 = 1,95

Hệ số số vòng quay Kn =

Vậy công suất động cơ tính toán: Nđc = 1,25*1*0,35*80 = 35 (W).

2.        Tính toán thiết kế cụm chi tiết xoáy nắp.

2.1 Lịch sử phát triển của khí nén.

Sử dụng khí nén đã có từ trước công nguyên. Sự phát triển khoa học kỹ thuật thời kỳ này còn chưa được đồng bộ, thiếu hệ thống, 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.

Cho tới tận thế kỷ thứ 17, một kỹ sư chế tạo người Đức tên là Otto Von Guerike ( 1602- 1686), nhà toán học và triết học người Pháp tên là Blaise Pascal ( 1623-1662), và một nhà vật lý người Pháp tên là Denis Papin ( 1647-1712) đã xây dựng nên nền tảng cơ bản cho ứng dụng khí nén.

Trong thế kỷ thứ 19, các máy móc, thiết bị sử dụng khí nén lần lượt được phát

minh như : Thư vận chuyển trong ống bằng khí nén ( 1835), Phanh bằng khí nén (1880), búa tán đinh bằng khí nén (1861) của  Josef Ritter người Australia. Trong lĩnh

vực xây dựng đường hầm xuyên dãy núi Alpes ở Thuỵ Sỹ (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 7350 kW. Khí nén đã được vận chuyển bằng đường ống có đường kính 500mm và dài hàng trăm km tới nơi tiêu thụ. Tại đó khí nén được nung nóng tới nhiệt độ từ 50-1500C 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 giảm dần. Tuy nhiên việc sử dụng năng lượng bằng khí nén vẫn đóng một vai trò cốt yếu trong các lĩnh vực mà sử dụng năng lượng điện sẽ gây nguy hiểm và tốn kém. Sử dụng năng lượng khí nén ở những thiết bị có công suất nhỏ nhưng làm việc với vận tộc truyền động lớn như búa hơi, dụng cụ đập, tán đinh... và nhiều nhất là các đồ gá kẹp trên các máy.

Thời kỳ sau chiến tranh thế giới lần thứ 2, việc sử dụng năng lượng khí nén trong kỹ thuật điều khiển phát triển mạnh mẽ. Những dụng cụ, thiết bị, phần tử khí nén mới được sáng chế và được ứng dụng vào nhiều lĩnh vực khác nhau. Sự kết hợp giữa khí nén với điện- điện tử là nhân tố quyết định cho sự phát triển của kỹ thuật điều khiển trong tương lai.

Sau chiến tranh thế giới thứ hai, nhất là vào những năm 50 và 60 của thế kỷ 20 này, là thời gian phát triển mạnh mẽ của giai đoạn tự động hoá quá trình sản xuất: kỹ thuật điều khiển bằng khí nén được phát triển rộng rãi và đa dạng trong nhiều lĩnh vực khác nhau. Chỉ riêng ở cộng hoà liên bang Đức đã có 60 hãng sản xuất các phần tử về khí nén.

Hệ thống điều khiển bằng khí nén được sử dụng trong nhiều lĩnh vực mà ở đó

nguy hiểm, hay xảy ra các vụ nổ, như : các thiết bị phun sơn, các loại đồ gá kẹp các chi tiết nhựa(chất dẻo), hoặc là được sử dụng cho lĩnh vực sản xuất các thiết bị điện, điện tử, vì điều kiện vệ sinh môi trường rất tốt và an toàn cao. Ngoài ra hệ thống điều khiển bằng khí nén được sử dụng trong các dây chuyền 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 hoá chất…

2.2 Xi lanh

Xi 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 (góc quay < 360o).

Thông thường xi lanh được lắp cố định còn pittông chuyển động. Một số trường

hợp có thể pittông cố định, xi lanh chuyển động.

Pittông bắt đầu chuyển động khi lực tác dụng vào 1 trong 2 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, thủy động, lực ì...).

Xi lanh lực được chia làm 2 loại xi lanh lực và xi lanh quay. Trong xi lanh lực, chuyển động tương đối giữa pittông và xi lanh là chuyển động tịnh tiến. Trong xi lanh quay, chuyển động giữa pittông và xi lanh là chuyển động quay. Góc thường nhỏ hơn 360o.

Hình 2.2.2.2a: Lực tác động lên xilanh tác dụng đơn.

Áp lực tác động vào xilanh đơn chỉ một phía, phía còn lại do lò xo tác động hay

ngoại lực tác động . Lực tác động lên pittông được tính theo công thức:

FZ =A.pe- FR- FF

Trong đó:

+ FZ : Lực tác động lên pittông.

D2.p

A =          (cm2 )

+             4              : Diện tích pittong.

+ D(cm) : Đường kính pittông.

+ Pe(bar) : áp suất khí nén trong xi lanh .

+ FR :  Lực ma sát, phụ thuộc vào chất lượng bề mặt giữa pittong và xilanh, vận tốc chuyển động của pittong, loại vòng đệm. Trạng thái vận hành bình thường lực ma sát FR  » 0,15.Ape.

+ FF :  Lực lò xo.

Xilanh tác dụng đơn được sử dụng cho thiết bị, đồ gá kẹp chi tiết

Hình 2.2.2.2b: Kí hiệu xi lanh tác dụng đơn

1.         Chiều tác động ngược lại do ngoại lực tác động
2.      Chiều tác động ngược lại do lò xo tác động.

ü           Xilanh màng

Nguyên lý hoạt động của xilanh màng cũng tương tự như xi lanh tác dụng một chiều (hình 5.3). Xilanh màng kiểu cuộn có khoảng chạy lớn hơn xilanh màng kiểu hộp

Hình 2.2.2.2c: Xilanh màng(Hãng EFFBE).

1.    Xi lanh màng kiều cuộn     b. Xi lanh màng kiểu hộp

 

Do khoảng chạy của pittông nhỏ (lớn nhất hmax =80 mm). Xilanh màng được sử dụng trong điều khiển. Ví dụ trong công nghiệp ôtô (điều khiển phanh, ly hợp…), trong công nghiệp hoá chất.

ü  Xilanh tác dụng hai chiều (xilanh tác dụng kép)

Nguyên lý hoạt động của xilanh tác dụng hai chiều là áp suất được dẫn từ cả hai

phía.

Hình 2.2.2.2d: Xilanh tác dụng hai chiều.

1. Cữa nối mặt đáy pittông    2. Cữa nối mặt trước pittông

3.  Mặt đáy pittông      4. Mặt trước pittông 5. Bề mặt xilanh

6.    Bề mặt pittông  7. Diện tích cần pittông 8. Đáy xilanh  9. Nắp xilanh

v  Xilanh tác dụng hai chiều không có giảm chấn:

Xilanh tác dụng hai chiều không có bộ giảm chấn ở cuối khoảng chạy

Hình 2.2.2.2e: Xilanh tác dụng hai chiều không có giảm chấn.

Các loại đồ gá lắp thêm với xilanh tác dụng hai chiều

Hình 2.2.2.2f: Các loại kết cấu đồ gá lắp thêm với xilanh tác dụng 2 chiều.

v  Xilanh tác dụng hai chiều có giảm chấn .

Nhiệm vụ của các cụm chi tiết giảm chấn là ngăn chặn sự va đập của pittông vào thành xilanh ở vi trí cuối khoảng chạy. Nguyên lý hoạt động của xi lanh tác dụng hai chiều có giảm chấn cuối khoảng chạy (hình 2.2.2.2g). Người ta sử dụng van tiết lưu một chiều đã thực hiện nhiệm vụ giảm chấn .

Hình 2.2.2.2g: Xilanh tác dụng hai chiều có cụm chi tiết giảm chấn điều chỉnh được ở cuối khoảng chạy.

v Tính toán xilanh tác dụng hai chiều:

Lực tác động lên cần pittông:

Khi tính toán lực cần chú ý đến chiều chuyển động của cán pittông.

Lực tác động khi cần pittông đi ra:            FA = A1.pe2.

 

+ FA   Lực tác động khi cán pittông đi ra

 .D2

+ A1   Diện tích mặt đáy pittông A1=

4

+ D Đường kính mặt đáy pittông

+ pe   (bar)  áp suất khí nén trong xilanh

+   Hiệu suất xilanh, thông thường    =0,8 Lực tác động khi cần pittông đi vào:       FA = A2.pe2.

+ FA     Lực tác động khi cán pittông đi vào

.(D2 - d 2 )

+ A2    Diện tích vòng găng pittông A2=

4

+ D     Đường kính mặt đáy pittông

+ d     Đường kính cán pittông

+ pe      áp suất khí nén trong xilanh

                         +   Hiệu suất xilanh, thông thường    =0,8

Lực tác động khi xi lanh ở vị trí nằm nghiêng:

Hình 2.2.2.2h: Sơ đồ lực

Theo sơ đồ ta có:

Lực ma sát FR =m.g. .cos

Lực nâng     FH=m.g.sin  

Lực gia tốc  FB =m.a

Trong đó:       m(kg)           :  Khối lượng chuyển động.

g (m/s2)        :  Gia tốc trọng trường g=9,81(m/s2).

m                                      :  Hệ số ma sát.

a               :  Mặt phẳng nghiêng. a (m/s2)     :  Gia tốc a= w2/2s.

w(m/s)         :  Vận tốc của pittông.

s (m)             :  Quãng đường có gia tốc.

 

ü  Xilanh nhiều vị trí điều chỉnh

 

Xilanh nhiều vị trí điều chính : Gồm hai xilanh tác dụng kép nối lại với nhau. Như vậy 4 cửa nối 1,2,3,4 được hoán vị và sẽ nhận được 4 vị trí tương ứng 0,1,2,3.

ü  Xilanh với pittông rỗng

Xilanh với pittông rỗng được ứng dụng với những mục đích khác nhau trình bày

Hình 2.2.2.2j: Xilanh với pittông rỗng và khả năng ứng dụng.

1.    tạo chân không.          2. lắp dây dẫn điện.

3.  cho yêu cầu đặc biệt: kẹp, đồ gá…    4. thổi khí, rửa, làm sạch…

ü  Phần tử đệm kín xilanh

Một ví dụ ứng dụng các phần tử đệm kín xilanh. Vòng đệm dạng 0 (a) thích hợp cho xilanh chịu áp lực cao, lực ma sát ở loại đệm này cũng lớn hơn so với loại

đệm (b và c). Loại đệm (g,h,i ) thích hợp cho loại áp suất nhỏ. Loại đệm kín (e,f) để

chắn bụi, chắn bẩn.

Vật liệu của phần tử đệm kín thường làm từ cao su tổng hợp hoặc cao su tư

nhiên. Khả năng chiu đựng dầu, mỡ, nhiệt độ,…là tiêu chuẩn cho các phần tử đệm kín.

Hình 2.2.2.2k: Phần tử đệm kín xilanh

c)  Tính toán chọn xi lanh cho bộ nâng hạ cụm chi tiết xoáy nắp và cụm chi

tiết giữ chai

Xi lanh sử dụng trong hai cụm chi tiết yêu cầu:

v  Tác động nhanh

v  Hành trình không lớn, cố định

Nên chọn xi lanh tác dụng 2 chiều không có giảm chấn

Hình 2.2.2.2l: Xilanh

Cơ sở tính toán:

Áp lực tác động vào xilanh kép theo hai phía

1. Piston 2. Đệm kín pittong 3. Trục pittong 4. Dẫn hướng trục

5.    Đệm kín trục 6. Vòng chắn 7.Nắp xi lanh 8. Cửa lưu chất 9. Thân xi lanh

10. Buồng trục 11. Buồng pittong 12. Đế xi lanh 13. Cửa lưu chất