Tải bản đầy đủ - 0 (trang)
Chương 4 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN

Chương 4 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN

Tải bản đầy đủ - 0trang

10. Rãnh định hình;



11. Thanh gạt; 12. Động cơ DC;



14. Bộ truyền xích;



15. Khung máy;



13. Cảm biến hồng ngoại;



16. Máng hứng;



17. Cơng tắc hành trình.



Hình 4.1: Thiết bị đếm vít tự động.



Nguyên lý hoạt động thiết bị đếm vít tự động được thể hiện ở (Hình 4.1). Vít

được đổ vào và nằm hỗn độn trong phễu chứa vít (9). Sau khi cấp nguồn cho thiết bị,

tùy vào số lượng vít cần đếm trong mỗi túi mà người sử dụng cài đặt số lượng vít

bằng cách nhấn các nút điều khiển (1). Số lượng vít mà người sử dụng cài đặt sẽ được

hiển thị lên LED 7 đoạn (2). Sau khi cài đặt xong nhấn nút khởi động, động cơ

DC (12) quay, thơng qua bộ truyền xích (14) làm cho đĩa cấp vít (8) quay. Trên thân

đĩa (8) có gia cơng các rãnh định hình (10) tương quan biên dạng con vít. Khi đĩa cấp

vít (8) quay, đóng vít hỗn độn lần lượt lắp vào các rãnh định hình trên đĩa cấp vít. Do

đặc điểm kích thước của các rãnh định hình chỉ cho phép một con vít lọt vào nên ta

phải gắn thêm thanh gạt (11) để ngăn trường hợp nhiều con vít nằm vào c ù ng một

rãnh. Khi các rãnh định hình này trùng với rãnh thốt (7) ở đáy phễu chứa, vít sẽ rơi

vào máng hứng (16) và rơi theo hàng. Bố trí cảm biến hồng ngoại (13) nằm trên

đường rơi của vít để đếm số lượng. Số lượng vít đếm được sẽ được hiển thị trên LED

7 đoạn. Đáy của máng hứng có bố trí một tấm chặn (5) nhằm mục đích giữ vít ở

cuối máng. Tấm chặn này được điều khiển bởi một động cơ RC servo (6). Khi số

lượng vít cài đặt ban đầu nằm đủ trên máng hứng thì động cơ DC (12) ngừng hoạt

động. Đèn báo (2) sáng lên báo số lượng vít đã đủ số lượng. Khi người sử dụng

tròng miệng túi vào máng hứng thì cơng tắc hành trình (17) được tác động. Bộ điều

khiển, điều khiển động cơ RC Servo quay mở tấm chặn để vít rơi vào túi. Khi người

sử dụng lấy túi ra khỏi máng hứng thì cơng tắc hành trình khơng còn được tác động,

động cơ RC Servo sẽ quay tấm chặn về vị trí ban đầu. Quá trình tiếp tục theo chu trình

trên, kết quả là tất cả các túi vít được đếm đồng điều nhau về số lượng. Từ đó tránh

được sai sót bởi công nhân lao động. Nâng cao năng suất lao động.



23



4.2 Tính tốn, thiết kế bộ phận cấp vít tự động.



1. Phễu chứa;

4. Động cơ DC;



2. Đĩa cấp vít;



3. Thanh gạt;



5. Bộ truyền xích.

Hình 4.2: Bộ phận cấp vít tự động.



Vít được đổ vào và nằm hỗn độn phễu chứa (1) và rơi vào những rãnh định

hình trên đĩa (2). Đĩa này được gắn vào một trục và quay quanh trục đó, đồng

thời nghiêng một góc so với phương ngang.

Khảo nghiệm góc nghiêng của phễu chứa vít: Cho vào phễu khoảng 50 con vít,

điều chỉnh góc nghiêng của phễu sao cho số lượng vít điền vào rãnh định hình trên đĩa

cấp vít sau một phút quay của đĩa là nhiều nhất. Kết quả khảo nghiệm góc nghiêng của

phễu chứa vít được thể hiện trong Bảng 4.1.



24



Bảng 4.1: Bảng khảo nghiệm góc nghiêng của phễu chứa vít.

00



50



100



150



200



250



300



350



400



450



500



Lần 1



0



0



0



2



0



5



2



8



12



3



5



Lần 2



0



1



2



1



3



0



7



2



5



8



2



Lần 3



0



0



1



0



0



2



2



5



7



5



3



Lần 4



0



0



0



0



1



3



1



9



10



10



2



Dựa vào kết quả khảo nghiệm góc nghiêng của phễu chứa vít được thể hiện trong

Bảng 4.1 chọn góc nghiêng của phễu khoảng 400.

Để linh động trong việc điều chỉnh tốc độ cần thiết cấp cho đĩa cấp vít để động

cơ hoạt động tốt nên ta sử dụng bộ truyền xích (1).

Để đảm bảo vít được điền đúng vào rãnh trên đĩa cấp vít, mỗi rãnh chỉ chứa

một con vít thì ta cần gắn thêm một thanh gạt (3) để gạt những con vít khơng rơi

vào đúng rãnh xuống dưới phễu chứa.

4.2.1 Tính tốn, thiết kế phễu chứa vít.



Hình 4.3: Biên dạng và thơng số kỹ thuật phễu chứa vít.



25



Phễu được thiết kế có biên dạng như (Hình 4.3). Phễu chứa vít là một hình trụ vát xiên

có đường kính d = 250mm, chiều cao h1=20mm, h2=150mm và có độ dày 1,5mm.

Đáy phễu là một tấm thép dày 4mm có đường kính d=250mm.Tâm đáy phễu có

khoan một lỗ có đường kính 10mm và hàn gắn dưới đáy một ống trụ rỗng có đường

kính 34mm, dày 3mm. Trong ống trụ này có gắn hai ổ bi nhằm định tâm cho trục quay

của đĩa cấp để đảm bảo cho đĩa quay được trong phễu. Ở mép ngồi đáy phễu có kht

một rãnh có biên dạng như hình chữ nhật có chiều dài 55mm va chiều rộng là 30mm

để làm rãnh thốt vít.

Hình khai triển chế tạo phễu chứa vít có biên dạng như hình bên dưới:



Hình 4.4: Hình khai triển phễu chứa vít.

4.2.2 Tính tốn, thiết kế đĩa cấp vít.

Đĩa phải đảm bảo các yêu cầu: bỏ đĩa cấp vít lọt vào bên trong phễu khe hở giữa

đĩa và phễu không quá lớn để vít có thể lọt vào làm kẹt vít, đồng thời khơng được cọ

xát với phễu khi quay.

Ta có đường kính của phễu chứa d= 250mm, đường kính của thân vít 4mm. Để

đảm bảo yêu cầu trên đường kính của đĩa không được lớn hơn hoặc bằng 250mm

(không bỏ lọt đĩa vào phễu khi lớn hơn 250mm và không quay được khi bằng

250mm), và không thể nhỏ hơn hoặc bằng 242mm ( vít lọt vào khe hở làm kẹt vít). Từ

đó chọn đường kính đĩa nằm trong khoảng 250mm > D > 242mm.

Chọn D = 248mm.

26



Do thân vít có đường kính là 4mm nên chọn chiều rộng của rãnh là 6mm để đảm

bảo vít lọt được vào rãnh và khơng có hiện tượng hai con vít vào cùng một rãnh. Trên

bề mặt đĩa ta chia điều thành 12 rãnh để đảm bảo hiệu quả năng suất của máy.

Chiều sâu rãnh: Phải đảm bảo vít lọt vào rãnh và khơng rơi ra khỏi rãnh khi đĩa

quay. Cho nên chọn chiều dày của đĩa cũng như là chiều sâu của rãnh H = 4mm.



Hình 4.5: Biên dạng và thơng số kỹ thuật của đĩa cấp vít.

Vận tốc cho phép của đĩa:

Q = 20 vít/phút.

l = 64,9 mm (bước rãnh trên đĩa).

= 0,25 (chọn 0.25 vì kích thước của của rãnh vừa đủ lọt vít nên thả năng

điền đầy sẽ thấp ).

Vđĩa = Q * l / .

Vđĩa = 20*64,9 / 0,25=5192 mm/phút = 0,087 m/s.

Số vòng quay của đĩa:

n = Vđĩa / π * d

n= 5192 / (3,14*248) = 6,67 vòng/phút.

Chọn vận tốc của đĩa 7 vòng/phút.

27



4.2.3 Xác định lực cản tác dụng lên trục của đĩa.

Trọng lực của đĩa và vít tác dụng lên trục:

Fc = m * g.

m = 1 + 0,3 = 1,3 kg (khối lượng đĩa: 1 kg, khối lượng của vít bỏ vào phễu

chứa là: 0.3 kg).

g = 9,81 m/s2.

Fc = 1,3 * 9,81 = 12,75 N.

Lực ma sát sinh ra giữa vít với đĩa:

Fms = m * g * k.

m = 0,3 kg ( khối lượng của vít bỏ vào phễu).

g = 9,81 m/s2 .

k = 0,6 (hệ số ma sát giữa vít với đĩa).

Fms = 0,3 * 9,81 * 0,6 = 1,77 N.

Lực ma sát sinh ra giữa vít với phễu:

F’ms = m * g * k’.

m = 0,3 kg ( khối lượng của vít bỏ vào phễu).

g = 9,81 m/s2 .

k’ = 0,4 (hệ số ma sát giữa vít với đĩa).

F’ms = 0,3 * 9,81 * 0,4 = 1,18 N.

Lực ma sát sinh ra giữa đĩa với phễu:

F’’ms = m * g * k’’.

m = 1 kg ( khối lượng của đĩa).

g = 9,81 m/s2 .

k’’ = 0,4 (hệ số ma sát giữa phễu với đĩa).

F’’ms = 1 * 9,81 * 0,8 = 7,85 N.

Tổng tất cả các lực cản và lực ma sát tác động lên trục khi máy làm việc.

F = Fc + Fms + F’ms + F’’ms .

F = 12,75 + 1,77 + 1,18 + 7,85 = 23,55 N.

4.2.4 Xác định công suất trên trục quay đĩa.

Để đĩa quay được trong phễu thì lực cung cấp cho trục phải lớn hơn lực cản F:

28



P F = 23,55 N.

Công suất trên trục:

N = P * v/102 (kW).

P = 23,55 N (lực tối thiểu cần cấp cho trục).

v = 0,087 m/s (vận tốc của đĩa).

 N = 23,55 * 0.087 / 102 = 0,02 KW = 20 W.

4.2.5 Tính động cơ DC.

Cơng suất cần thiết.

Nct = N/ƞ (W).

Trong đó:

N = 20 W.

ƞ = ƞbr * ƞ3ol * ƞx.

ƞbr = 0.97 (hiệu suất bộ truyền răng).

ƞol = 0.995 ( hiệu suất của một cặp ổ lăn).

ƞx = 0.95 (hiệu suất của bộ truyền xích).

Nct = 20 / (0.97 * 0.995 * 0.95) = 21,81 W.

Chọn động cơ điện xoay chiều có cơng suất lớn hơn N ct = 21,81 W nên chọn

động cơ có cơng suất 30W và số vòng quay là 1800 v/p, nguồn cung cấp 12V.

Do yêu cầu tốc độ động cơ nhỏ nên phải sử dụng bộ giảm tốc có tỷ số truyền là

ibr = 100.

=> Tốc độ trục động cơ DC sau hộp giảm tốc là 18 vòng/phút.



29



4.2.6 Chọn bộ truyền xích.



Hình 4.6: Bộ truyền xích.

Tỷ số truyền chung của hệ thống:

i = ndc / n

Trong đó:

ndc = 1800 v/p: Tốc độ của động cơ.

n = 7 v/p: Tốc độ đĩa cấp vít.

i = 1800 / 7 = 257,14

Mà:

i = ibr * ix

Trong đó:

i = 257,14 (tỷ số truyền chung).

ibr = 100 (tỷ số truyền của hộp giảm tốc trên động cơ).

ix (tỷ số truyền của bộ truyền xích).

 ix = i / ibr

ix= 257,14 / 100 = 2,57

Chọn số bánh răng đĩa xích nhỏ:

Z1 = 29 – ix*2

Z1 = 29-2*2,57 = 23,86

Chọn số bánh răng đĩa xích nhỏ: Z1 = 24.

30



Số răng đĩa xích lớn:

Z2 = Z1 * ix

Z2= 24 * 2,57 = 61,68

Chọn số bánh răng đĩa xích lớn: Z2 = 62.

4.2.7 Tính khoảng cách hai trục của bộ truyền xích.

Cơng suất tính tốn cho bộ truyền xích:

P 1 = K * K z * Kn * P / K x

Với:

K = K0 * Ka * Kdc * Kbt * Kd * Kc

K0 = 1 (đường nối 2 tâm đĩa xích hợp với đường nằm ngang một góc nhỏ

hơn 600).

Ka = 1 (lấy khoảng cách 2 trục a = 30 * t).

Kdc = 1 (trục được điều chỉnh).

Kbt = 1.5 (bơi trơn định kì).

Kd = 1 (tải trọng ngồi tác động lên bộ truyền tương đối êm).

Kc = 1 (bộ truyền làm việc 1ca).

Kz = 25 / Z1 = 25 / 24 = 1,04

Kn = n01 / n = 50/7 = 7,14

P = 0,02 (công suất của trục đĩa).

Kx = 1 (hệ số xét đến dãy số xích x = 1).

P1 = 1*1 * 1 * 1,5 * 1 * 1 * 1,04 * 7,14 * 0,02 / 1 = 0,22 KW.

Theo bảng 5.5 trang 81/2/với n 01 = 50 v/p, chọn bộ truyền xích có bước xích: t =

12,7 mm.

Khoảng cách hai trục:

a = 30 * t

a = 30 * 12,7 = 381 mm.

Số mắt xích:

X = 2 * a / t + (Z1 + Z2) / 2 + (Z2 – Z1)2 * t / (4 * 3.142 * a)

Trong đó:

a = 381 mm: Khoảng cách giữa hai trục.

31



Z1, Z2: Số răng trên đĩa xích.

t = 12,7: Bước xích.

X = 2 * 381 / 12,7 + (24 + 62) / 2 + (62 – 24)2 * 12,7 / (4 * 3.142 * 381) =

104,22.

Chọn số mắt xích là số chẳn nên Xc = 104.

Tính chính xác khoảng cách hai trục theo Xc:

a = 0,25 * t *{Xc – 0,5 * (Z1 + Z2) + [Xc - 0,5 * (Z1 + Z2)]2 – 2 * [(Z2 –Z1)

/ ]2 }}

a = 0,25 * 12,7 *{104 – 0,5 * (24 + 62) + [102 - 0,5 * (24 + 62)]2 – 2 * [(62

– 24) / ]2 }} = 373 mm.

Để xích khỏi chịu lực cản quá lớn, giảm bớt một lượng:

a =0,003 * a

a = 0,003 * 373 = 1,119 mm

 = 373 – 1,119 = 371,88 mm.

4.2.8 Tính đường kính các đĩa xích.

Đường kính vòng chia của đĩa xích nhỏ:

d1 = t * Z1 /

d1 = 12,7 * 24 / 3,14 = 97,1 mm.

Đường kính vòng chia của đĩa xích lớn:

d2 = t * Z2 /

d2 = 12,7 * 62 / 3,14 = 250,8 mm.

4.2.9 Thiết kế thanh gạt vít.

Thơng số hình học và biên dạng của thanh gạt được thể hiện ở (Hình 4.7). Nhiệm

vụ chính của thanh gạt là gạt những con vít khơng lọt vào các rãnh trên đĩa để khi đĩa

quay vít khơng quay theo đĩa. Nếu khơng có thanh gạt thì vít sẽ quay theo đĩa và rãi

đều trên đĩa dễ gây hiện tượng kẹt đĩa.



32



Hình 4.7: Thơng số hình học và biên dạng của thanh gạt.

4.3 Tính tốn, thiết kế bộ phận đếm vít.



1. Máng hứng;



2. Tấm chặn;



4. Cảm biến hồng ngoại;



3. Động cơ RC Servo;



5. Cơng tắc hành trình.



Hình 4.8: Bộ phận đếm vít.

33



Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về

Chương 4 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN

Tải bản đầy đủ ngay(0 tr)

×