LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ MÁY ĐỊNH LƯỢNG ĐÓNG GÓI MÓC TREO TƯỜNG CHỮ L ĐH Bách Khoa

MỤC LỤC LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ MÁY ĐỊNH LƯỢNG ĐÓNG GÓI MÓC TREO TƯỜNG CHỮ L ĐH Bách Khoa

CHƯƠNG 1 : TỔNG QUAN……………………………………………………………6
1. Giới thiệu về móc treo:………………………………………………………….....6
2. Lý do chọn đề tài:………………………………………………………………….7
3. Ý nghĩa thực tiễn của đề tài:……………………………………………………….8
4. Mô tả sản phẩm và qui trình đóng gói thủ công:…………………………………..9
5. Ảnh hưởng của qui trình đối với máy:………………………………………........10
5.1 Bộ phận sàng và chia nhỏ lượng sản phẩm: ................................................... 10
5.2 Bộ phận cân và xử lý: ..................................................................................... 10
5.3 Hệ thống tải nhựa: .......................................................................................... 11
5.4 Hệ thống định hình bao nhựa: ........................................................................ 11
5.5 Hệ thống hàn nhiệt và cắt túi nhựa: ................................................................ 11
5.6 Hệ thống điều khiển và cảm biến: .................................................................. 11
5.7 Bộ phận cấp phôi tinh: .................................................................................... 11
6. Nhiệm vụ thiết kế và nội dung nhiệm vụ:…………………………………….......14
6.1 Nhiệm vụ thiết kế: .......................................................................................... 14
6.2 Mục tiêu thiết kế và các yêu cầu kĩ thuật: ...................................................... 15
6.3 Kế hoạch thực hiện: ........................................................................................ 17
CHƯƠNG 2 : CÁC PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ ........................................................... 18
1. Tìm hiểu và lên ý tưởng cho các chức năng của máy:………………………........18
1.1 Bộ phận cấp phôi: ........................................................................................... 18
1.2 Bộ phận cấp nhựa và định hình ...................................................................... 23
1.2.1 Tìm hiểu về dải nhựa và các đặc tính của chúng: ................................... 23
1.2.2 Một số tính chất và yêu cầu chung về màng: ......................................... 23

1.2.3 Phương án thiết kế hệ thống cấp nhựa và định hình ............................... 25
1.2.3.1 Hệ thống cấp nhựa ........................................................................... 25
1.2.3.2 Hệ thống định hình túi nhựa ............................................................. 26
1.3 Đánh giá và chọn phương án thiết kế: ............................................................ 33
1.4 Tổng kết phương án cho máy thiết kế : .......................................................... 35
1.5 Chọn loại nhựa cho sản phẩm đóng gói: ........................................................ 36
1.6 Yêu cầu hệ thống: ........................................................................................... 38
1.7 Nguyên lý hoạt động của hệ thống : ............................................................... 38
1.8 Kích thước túi nhựa chứa phôi: ...................................................................... 40
CHƯƠNG 3 : THIẾT KẾ CƠ KHÍ ............................................................................... 41
1. Tổng quan qui trình hệ thống:………………………………………………….....41
2. Tính toán hệ thống sàng cấp phôi rung:………………………………………......43
2.1 Cơ sở lý thuyết quá trình di chuyển của phôi: ................................................... 43
2.1.1 Trường hợp 1: Máng di chuyển từ trái qua phải. ................................ 44
2.1.2 Trường hợp 2: Máng di chuyển từ phải qua trái. ................................. 45
2.1.3 Xác định thông số hình học của máng: ............................................... 49
2.1.4 Xác định thông số hình học của nhíp lò xo thép: ................................ 51
2.1.5 Tính toán giảm chấn: ........................................................................... 52
2.1.6 Xác định lực kích rung: ....................................................................... 53
2.1.7 Xác định thông số nam châm điện: ..................................................... 54
2.1.8 Tính chọn tiết diện dây quấn cho nam châm điện: .............................. 55
2.2 Tính toán động cơ kéo dải nhựa: .................................................................... 57
2.3 Chọn các bộ phận khác : ................................................................................. 59
3. Phân tích phần tử hữu hạn kiểm nghiệm khung máy:……………………………66
4. Phân tích rung máng cấp phô tính bằng phương pháp phần tử hữu hạn……..…...68

CHƯƠNG 4 : THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN……………………………...70
1. Thiết kế hệ thống tổng quát:……………………………………………………...70
2. Thiết kế hệ thống khí nén:……………………………………………………......71
3. Thiết kế hệ thống điều khiển PLC:……………………………………………….72
TỔNG KẾT ..................................................................................................................... 75

CHƯƠNG 1 : TỔNG QUAN
1. Giới thiệu về móc treo:
Móc treo tường là sản phẩm gia dụng rất quen thuộc và gần gũi với mọi người được sử
dụng rộng rãi trong đời sống hằng ngày. Với nhiều kích thước khác nhau tuỳ thuộc vào nhu cầu,
độ rắn chắc do được chế tạo hàng loạt bằng thép mạ kẽm tránh được sự oxi hoá của môi trường,
giá thành thấp, độ tin cậy cao cho nên nhu cầu cho việc sản xuất và thương mại ngày càng lớn .
Ngày nay ngoài thị trường đã có nhiều cơ sở sản xuất móc treo với kích thước dao động từ 5 –
10 cm chiều dài, khối lượng từ 5 – 15g cho mỗi sản phẩm.
Hình 1.1 Các sản phẩm móc treo đang có mặt trên thị trường.
Khác với các loại móc treo tường kiểu lớn, loại móc đơn chiếc này còn được sử dụng
trong các lĩnh vực kĩ thuật khác như : hệ thống cống nước, giá đỡ trong các cửa kính, thiết bị
nhựa ... Những đồ vật yêu cầu kích thước gọn nhẹ và khả năng chống gỉ sét tốt.
Không chỉ duy nhất về một mẫu nhất định móc treo tường còn được sản xuất với nhiều
hình dáng và kích thước khác nhau không chỉ xét về khả năng chịu tải, khả năng treo của từng
loại móc mà tính thẩm mĩ cũng được chú trọng . Ngoài các loại móc dùng tắc kê bắt chặt vào
tường hay liên kết bằng vít, một số loại khác dùng keo dán giúp tăng thẩm mĩ cho công trình,
không để lại vết khi ngưng sử dụng nhưng tuổi thọ và tải trọng chịu được cũng giảm đáng kể.

Hình 1.2 Các loại móc treo thông dụng khác (A) Móc treo dùng keo dính ; (B) Móc treo
bắt bằng 2 vít ; (C) Móc treo đầu tròn.
2. Lý do chọn đề tài:
Do nhu cầu thực tiễn của doanh nghiệp về vấn đề gia tăng năng suất, đáp ứng
được nhu cầu khách hàng, đồng thời tạo ra những giá trị cạnh tranh với các doanh nghiệp
khác trong thị trường thì việc áp dụng khoa học kĩ thuật vào sản xuất trở nên vô cùng
thiết yếu hiện nay ở nước ta và trên thế giới đang đầu tư đẩy mạnh phát triển theo mô
hình công nghiệp hoá, hiện đại hoá.
Nhiều sản phẩm cùng loại khác được áp dụng đóng gói theo dây chuyền tự động
không chỉ ở các quốc gia phát triển mà cả ở các nước trong khu vực Đông Nam Á, chứng
tỏ việc ứng dụng công nghệ vào sản xuất mang lại lợi ích thiết thực cho doanh nghiệp .
Từ đó góp phần thúc đẩy nền kinh tế của đất nước.
Máy đóng gói là thiết bị dùng để đóng gói sản phẩm vào bao bì (hộp, ni lông,
giấy...) giúp bảo quản, định hình, vận chuyển, phân phối, và định vị thương hiệu. Nói một
cách khác máy đóng gói là thiết bị cho sản phẩm vào lớp bao bì một cách tự động hoặc
bán tự động thay thế bớt số nguyên công phải thực hiện thủ công nhằm giảm sức lao
động.

Ý nghĩa thực tiễn của đề tài:
Nhu cầu xã hội : Hiện nay đất nước phát triển theo chiều hướng công nghiệp hoá,
hiện đại hoá, việc ứng dụng máy móc thiết bị vào trong sản xuất là điều tất yếu, bên cạnh
việc sản xuất hàng loạt sản phẩm thì việc đóng gói cũng rất quan trọng, không những thể
hiện chất lượng sản phẩm mà còn thông tin được nguồn gốc sản phẩm đến với khách
hàng từ đó trực tiếp thu hút thị trường.
Nhu cầu trực tiếp của sản xuất : Hiện nay vẫn còn một số doanh nghiệp nhỏ, hộ
gia đình hành nghề kinh doanh, sản xuất các loại móc treo nhưng chưa áp dụng được tự
động hoá, đa phần là sử dụng trực tiếp nhân công phân loại, đóng gói kéo dài thời gian
sản xuất gây lãng phí thời gian tiền bạc, tăng chi phí vận chuyển và thuê nhân công . Cho
nên nhu cầu về một chiếc máy phân loại và đóng gói thực sự cần thiết ảnh hưởng không
nhỏ đến doanh nghiệp.
Xuất phát từ nhu cầu thiết kế : Bên cạnh máy móc đáp ứng được nhu cầu thị
trường trong hoàn cảnh nền kinh tế đang biến động mạnh còn đòi hỏi việc thích hợp với
đối tượng sử dụng, phù hợp với yêu cầu của khách hàng về năng suất và giá cả ... Cải
thiện được điều kiện làm việc cho công nhân: Giải phóng cho con người trong các công
việc lao động phổ thông nhàm chán (như lặp đi lặp lại một động tác có tính đơn giản)
Trong các công việc nặng nhọc (như di chuyển và gá đặt các phôi có kích thước lớn, khối
lượng lớn), các công việc có thể gây ra nguy hại cho sức khoẻ của người công nhân như
các phôi liệu có thể có các cạnh sắc, ví dụ các bavia, ria mép của các phôi dập, rèn, đúc
… Các công việc gây sự mõi mệt cho công nhân như phải tập trung chú ý để tìm, chọn,
phân loại và định hướng (nhất là các chi tiết có hình dạng gần giống nhau hoặc khó phân
biệt về hướng).

4. Mô tả sản phẩm và qui trình đóng gói thủ công:
Tổng quan về sản phẩm cần đóng gói:
• Sản phẩm có dạng hình chữ L với
chiều dài cạnh dài là 50(mm), cạnh ngắn 20(mm)
đường kính 4(mm).
• Vật liệu : Thép carbon mạ kẽm.
• Cân nặng : 1kg/túi (± 5% ≈ 7 sản phẩm)
• Cân nặng mỗi sản phẩm : 7g.
Qui trình đóng gói thủ công:
1/ Sản phẩm sau khi sản xuất sẽ được đưa đến người đóng gói thủ công (thường
được đóng thành bao 50 kg/bao).
2/ Người công nhân sẽ đổ ra thành bãi và xúc vào túi đặt sẵn trên cân (không cần
đếm số lượng) đến khi đủ khối lượng thì bỏ ra ngoài cho người khác hàn miệng.
3/ Sau đó sẽ tiến hàn ép miệng túi bằng máy hàn nhiệt thủ công và đếm số lượng
túi ép được, cho trở lại vào bao và chuyển qua khu vực cất trữ.
4/ Trong một giờ năng suất 1 người công nhân đạt được từ 60 – 80 túi sản phẩm.
Thay thế quá trình đóng gói thủ công bằng tự động hoá:
Tự động hóa là việc sử dụng nhiều hệ thống điều khiển cho các thiết bị hoạt động
như máy móc, xử lý tại các nhà máy, nồi hơi, lò xử lý nhiệt, chuyển mạch trong mạng
điện thoại, chỉ đạo và ổn định của tàu, máy bay và các ứng dụng khác với con người can
thiệp tối thiểu hoặc giảm . Nhiều qui trình trong thực tế đã được hoàn toàn tự động.

Lợi ích lớn nhất của tự động hóa là nó tiết kiệm lao động, tuy nhiên nó cũng được
sử dụng để tiết kiệm năng lượng, nguyên vật liệu và nâng cao chất lượng với độ chính
xác cao.
Thuật ngữ "tự động hóa", lấy cảm hứng từ các máy tự động được sử dụng rộng rãi
từ năm 1947 sau khi Ford thành lập một bộ phận tự động hóa.
Tự động hóa đã được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực khác nhau bao gồm cơ khí,
thủy lực, khí nén, điện, điện tử …
Việc thay thế quá trình làm việc thủ công sang tự động bằng máy mang lại nhiều
lợi ích thực tiễn cho doanh nghiệp, giúp cải thiện năng suất lao động, đồng bộ hoá sản
phẩm tránh hao phí . Qui trình tự động hoá bằng cách cơ khí hoá các bước của quá trình
thủ công.
5. Ảnh hưởng của qui trình đối với máy:
• Các thành phần và chức năng của máy:
5.1 Bộ phận sàng và chia nhỏ lượng sản phẩm:
Bộ phận sàng là một trong những phần quan trọng nhất của máy do sản phẩm cần
đóng gói không phải được đưa vào máy theo từng cái mà với số lượng rất lớn nên việc
sàng ra để chia nhỏ lượng sản phẩm là công đoạn đầu tiên cho quá trình cân và đóng gói
sản phẩm phía sau.
5.2 Bộ phận cân và xử lý:
Sau khi tách nhỏ được lượng sản phẩm ta tiếp tục quá trình cân . Sản phẩm được được
đưa vào thiết bị cân điện tử và truyền tín hiệu xử lý về cho bộ điều khiển, việc thiết lập
thông số điều khiển, sai số khối lượng, nhiễu … Phụ thuộc hoàn toàn vào chất lượng của
thiết bị.

5.3 Hệ thống tải nhựa:
Bộ phận này thực chất gồm một hệ thống
các con lăn đặt song song và đồng phẳng với
nhau (Hình 1.4) nhằm giúp căng các dải nhựa
không bị chùng trong lúc vân hành, yêu cầu về
mặt cấu tạo là dễ dàng tháo lắp cuộn nhựa khi sử
dụng hết.
5.4 Hệ thống định hình bao nhựa:
Đây là hệ thống quyết định hình dạng bao
nhựa thông qua các bộ phận định hình, bộ phận này gồm một ống để cuộn tròn dải nhựa
với đường kính bằng đường kính ống, một bộ con lăn có chức năng kéo ống nhựa này đi
xuống cho hệ thống ép và cắt . Ống này sẽ nhận sản phẩm, tiến hành hàn nhiệt 2 đầu và cắt
ra túi hoàn chỉnh.
5.5 Hệ thống hàn nhiệt và cắt túi nhựa:
Sau khi định hình xong ống nhựa, hệ thống một xi-lanh với nhiệt trở được gắn ở đầu
sẽ ép vào ống để hàn nhiệt mép dưới, hệ thống kéo kéo túi nhựa xuống, nhận sản phẩm và
hàn nhiệt mép trên đồng thời cắt đứt ra túi hoàn chỉnh bằng 1 lưỡi dao tịnh tiến.
5.6 Hệ thống điều khiển và cảm biến:
Là bộ phận quan trọng nhất có vai trò như CPU của máy tính, điều khiển và vận hành
máy theo sự thiết lập của người quản lý, điều khiển tốc độ, năng suất, nhiệt độ … Thông qua
các cảm biến để thực hiện các công đoạn một cách chính xác nhất . Chất lượng của các thiết
bị này cũng ảnh hưởng rất lớn đối với khả năng làm việc của máy, độ ổn định, dung sai, độ
an toàn …
5.7 Bộ phận cấp phôi tinh:
Nhằm đảm bảo khối lượng sản phẩm trong túi chính xác nhất có thể.

6. Nhiệm vụ thiết kế và nội dung nhiệm vụ:
6.1 Nhiệm vụ thiết kế:
Nhiệm vụ thiết kế được xác định dựa trên nội dung đề tài, yêu cầu của khách hàng
và các ràng buộc về thời gian làm việc:
- Số ngày làm việc mỗi tuần: 3 ngày (2, 4, 6 hàng tuần).
- Số giờ làm việc mỗi ngày: Ngày 2 ca (Ca 1 từ 7h30 – 11h30, ca 2 từ 1h30 – 4h30).
STT Nội dung nhiệm vụ
1
Phân tích nhiệm vụ thiết kế
- Nhận đề tài và lập kế hoạch thiết kế.
2
Nghiên cứu tổng quan
- Xác định các vấn đề liên quan, tìm hiểu và nghiên cứu chúng.
- Tìm hiểu về sản phẩm trên thị trường.
- Xác định yêu cầu kĩ thuật của sản phẩm.
3
Thiết kế ý tưởng
- Phân tích sản phẩm.
- Dựa vào các nội dung đã tìm hiểu đưa ra ý tưởng cho các chức năng.
- Tổng hợp và lựa chọn phương án thiết kế.
4
Thiết kế hệ thống
- Thiết lập sơ đồ động, mô tả nguyên lý hoạt động.
- Lựa chọn hình dạng sản phẩm.
- Tập hợp các ràng buộc về không gian.
5
Thiết kế chi tiết
- Tính toán động học, động lực học (nếu có).
- Tính toán chọn động cơ, phân phối tỉ số truyền.
- Tính toán các cơ cấu chấp hành, thiết kế bộ truyền, chi tiết phụ.
- Thiết kế hệ thống mạch điều khiển.
- Tính toán chọn lựa các loại cảm biến .