HỘI SỬ DỤNG PHẦN MỀM CAD/CAM/CAE-CNC 4CHAUI

CUỘC THI THIẾT KẾ MÁY
Chào mừng sinh nhật hội lần thứ 10

Hà Nội_2019


‘


Mục Lục
Chương 1: Giới thiệu chung..........................................................................................2
1.1. Giới thiệu:........................................................................................................2
1.2. Vấn đề đặt ra:...................................................................................................2
1.3. Phương pháp nghiên cứu:................................................................................2
1.4. Phạm vi và giới hạn nghiên cứu:......................................................................3
1.5. Dự kiến kết quả đạt được:................................................................................3
Chương 2: Tổng quan về hệ thống................................................................................3
2.1. Chọn phương án cấp phôi:.................................................................................3
2.2. Chọn phương án thiết kế cơ cấu chấp hành:......................................................7
2.2.1. Xilanh khí nén:............................................................................................7
2.2.2. Van đảo chiều:.............................................................................................8
2.2.3. Cảm biến quang:........................................................................................13
2.2.4. Van tiết lưu:...............................................................................................13
2.2.5. Rơle điện từ...............................................................................................15
2.3. Nguyên lý làm việc:.........................................................................................16
Chương 3: Thiết kế hệ thống.......................................................................................17
3.1. Tính tốn lựa chọn động cơ:.............................................................................17
3.2. Lựa chọn thiết kế băng truyền và khung:.........................................................18
3.3. Hệ thống xilanh khí nén:..................................................................................19

3.3.1. Xilanh khí nén:..........................................................................................19
3.3.2: Van đảo chiều:...........................................................................................20
3.3.3. Cảm biến quang:........................................................................................20
3.3.4. Van tiết lưu:...............................................................................................21
3.3.5. Rơ le điện từ..............................................................................................21
Chương 4: Kết quả và đánh giá...................................................................................22
4.1. Mơ hình máy sơ bộ:..........................................................................................23
4.2. Đánh giá:..........................................................................................................23
4.3. An toàn và vận hành máy:................................................................................23

Nội dung nghiên cứu: Máy đóng dấu sản phẩm
1


Chương 1: Giới thiệu chung
1.1.

Giới thiệu:

Ngày nay, hầu hết các sản phẩm khi hoàn thành hoặc đưa ra thị trường đều được đóng
dấu hoặc có nhãn mác để khẳng định sản phẩm đã qua q trình kiểm định và có thể là
họ muốn đánh dấu thương hiệu củ mình. Như vậy, con dấu là một phần không thể thiếu
và đảm bảo chất lượng sản phẩm.
Chúng ta đã bước sang thế kỷ XXI thế kỷ của khoa học kỹ thuật hiện đại. Các thành tựu
của khoa học kỹ thuật được áp dụng vào mọi mặt của cuộc sống. Điều này cũng được
phản ánh một cách rõ ràng trong lĩnh vực lao động sản xuất. Ngày trước khi khoa học kỹ
thuật vẫn cịn lạc hậu thì lao động chân tay của con người chiếm một vị trí chủ đạo. Qua
thời gian khi xã hội ngày càng phát triển nhu cầu của con người ngày càng cao khơng chỉ
về số lượng mà cịn cả chất lượng thì điều đó khơng cịn thiết thực nữa. Lao động chân
tay dần dần được thay thế bằng máy móc. Con người thiết kế chế tạo ra máy móc, máy

móc phục vụ lại con người để mang đến sự tiện ích nhất định, làm thỏa mãn nhu cầu của
con người.
Việc tự động hóa một khâu nào đó trong hoạt động cũng cho phép giảm giá thành và
nâng cao năng suất lao động. Trong mọi thời đại, các quá trình sản xuất ln được điều
khiển theo các qui luật kinh tế. Có thể nói chi phí và hiệu quả sản xuất là một trong
những yếu tố quan trọng xác định nhu cầu phát triển tự động hóa. Chính vì vậy, đưa tự
động hóa vào các cơng việc trong xã hội là một vấn đề đáng được quan tâm. Đó là một
trong những động lực để thúc đẩy con người không ngừng vận động, sáng tạo và tạo ra
những sản phẩm thay thế hoạt động lao động chân tay của con người.
1.2.

Vấn đề đặt ra:

Để đáp ứng nhu cầu của thị trường thì sản phẩm hàng hóa được sản xuất với số lượng lớn
với phương thức đóng dấu thủ cơng cịn nhiều bất cập, căn cứ vào đó chúng em quyết
định nghiên cứu đề tài: “Nghiên cứu, thiết kế, tính tốn máy đóng dấu sản phẩm tự
động”. Với đề tài này, chúng em hi vọng sẽ góp phần vào việc giảm tải sức lao động, để
chúng ta có thể tập trung vào cơng việc khác tốt hơn và mang tính hiệu quả cao hơn. Từ
đó giúp cho việc đóng dấu được thực hiện một cách liên tục trong thời gian dài, giảm tải
sức lao động. Nâng cao năng suất lao động, giải quyết được những tồn động trong các
quy trình, người lao động có thể đảm nhận việc giải quyết những khâu khác của quy
trình.
1.3.

Phương pháp nghiên cứu:

Để thực hiện đề tài này, chúng em sử dụng một số phương pháp sau:
- Phương pháp nghiên cứu tài liệu: Tham khảo các nguồn tài liệu văn bản: sách, giáo
trình, tài liệu tham khảo, các bài viết từ những nguồn tin cậy trên Internet, các cơng trình
nghiên cứu… nhằmxác định được phương án điều khiển, gia công tối ưu cho máy.

2


- Phương pháp thực nghiệm: tiến hành thực nghiệm lực con dấu đóng lên sản phẩm.
Lấy đó làm cơ sở chính về lực trong việc tính tốn, thiết kế chế tạo các chi tiết của máy.
- Phương pháp phân tích: sau khi đã tham khảo, nghiên cứu tài liệu và có được số liệu
về lực đóng dấu thì việc phân tích các số liệu cũng như các tài liệu có liên quan là điều
cần thiết. Với mục đích là lựa chọn được cơ cấu điều khiển tối ưu trong môi trường làm
việc.
- Phương pháp mơ hình hóa: là mục tiêu chính của đề tài, tạo cho chúng em có cơ hội
để ôn lại kiến thức đã học và học hỏi được nhiều kinh nghiệm trong thực tiễn. Việc chế
tạo mô hình giúp kiểm nghiệm được lý thuyết, và sữa chữa những chỗ sai mà phương
pháp lý thuyết không thể thấy được.

1.4.

Phạm vi và giới hạn nghiên cứu:

-

Thiết kế máy đóng đấu tự động;

-

Nghiên cứu sử dụng cơ cấu vào thiết kế cơ khí.

1.5.

Dự kiến kết quả đạt được:


-

Thiết kế được mơ hình 3D bằng phần mềm solidworks.

-

Xây dựng mơ hình, lắp ráp, mô phỏng được hệ thống.

Chương 2: Tổng quan về hệ thống
2.1. Chọn phương án cấp phôi:

Phôi được đưa vào băng chuyền và ray dẫn hướng. Băng chuyền mang phơi theo ray dẫn
hướng đến vị trí đóng dấu:
Ưu điểm: cấp phơi bằng phương pháp này có thể thực hiện q trình sản xuất và đóng
dấu liên tục, khơng bị ngắt quãng, sản phẩm sau khi được sản xuất được đưa vào băng
chuyền đến vị trí đóng dấu, dùng băng chuyền có thể vận chuyển phoi tự động trên một
khoản cách lớn.
Nhược điểm: cần tính tốn và thiết kế băng tải.
a) Giới thiệu về băng tải:
Băng tải (băng chuyền) hiểu đơn giản là một máy cơ khí dùng để vận chuyển các đồ vật
từ điểm này sang điểm khác, từ vị trí A sang vị trí B. Thay vì vận chuyển sản phẩm bằng
công nhân vừa tốn thời gian, chi phí nhân cơng lại tạo ra mơi trường làm việc lộn xộn thì
băng chuyền tải có thể giải quyết điều đó.
3


Nó giúp tiết kiệm sức lao động, số lượng nhân cơng, giảm thời gian và tăng năng suất lao
động.
Vì vậy băng chuyền, băng tải là một trong những bộ phận quan trọng trong dây chuyền
sảnxuất, lắp ráp của các nhà máy, xí nghiệp. Góp phần tạo nên một mơi trường sản xuất

hiện đại, khoa học và giải phóng sức lao động mang lại hiệu quả kinh tế cao cho công ty.

b) Cấu tạo chính của băng tải:
- Khung băng tải: Thường được làm bằng nhơm định hình, thép sơn tĩnh điện hoặc Inox.
- Mặt băng tải bằng belt hoặc con lăn: Thường là dây băng PVC dầy 2mm và 3mm hoặc
dây băng PU dầy 1.5mm
- Bộ điều khiển băng tải: PLC, Biến tần, Speed controller, Cảm biến, Rơ-le, Contactor…
- Con lăn kéo/con lăn chủ động bằng thép mạ kẽm hoặc nhơm có Ø50, Ø60, Ø76, Ø89,
Ø102 …
- Con lăn đỡ/con lăn bị động bằng thép mạ kẽm hoặc inox có Ø25, Ø32, Ø38.
- Băng tải truyền động xích hoặc đai.
- Động cơ giảm tốc cơng xuất từ 25W đến 2.2KW.
Ngồi ra cịn có thêm một số bộ phận khác tuỳ thuộc vào ứng dụng của băng tải.
Tất cả các bộ phận đều được thiết kế hợp lý, khoa học, tối ưu để mang lại hiệu quả cao.

4


c) Một số loại băng tải trong công nghiệp:
- Băng tải cao su: Hệ thống băng chuyền bằng băng tải cao su là một hệ thống vận
chuyển nguyên liệu mang lại
hiệu quả kinh tế rất cao so với
các hệ thống cùng chức năng.
Hệ thống vận chuyển nguyên
liệu bằng Băng tải cao su có
thể được lắp đặt ở mọi địa
hình, mọi khoảng cách.
- Băng tải xích: chủ yếu được sử
dụng để vận chuyển tải nặng đơn vị, ví dụ
như tấm nâng hàng, hộp lưới điện, và các

đồ chứa công nghiệp. Những băng tải có thể
được một hoặc hai sợi dây chuyền trong cấu
hình. Tải được đặt trên các dây chuyền, ma
sát kéo tải phía trước. Nhiều ngành cơng
nghiệp sử dụng cơng nghệ băng tải xích
trong dây chuyền sản xuất của họ. Ngành
công nghiệp ô tô thường sử dụng các hệ
thống băng tải xích để truyền tải phụ tùng
xe hơi thơng qua các nhà máy sơn.
-

Băng tải con lăn: là giải pháp phù hợp để vận chuyển sản phẩm với trọng lượng từ
nhẹ, trung bình đến rất nặng, trong các mơi trường thơng thường đến các mơi
trường có hóa chất ăn mịn, bụi bặm…

5


-

- Băng tải PVC: Là loại băng tải
cực kỳ thông dụng. Đặc biệt trong các
ngành cơng nghiệp điện tử. Nó được
các cơng ty, tập đồn lớn của Hàn
Quốc, Nhật Bản sử dụng nhiều cho
các dây chuyền sản xuất của
mình. Băng tải PVC có ưu điểm là độ bền cao đi cùng giá thành rẻ nên được sử
dụng rộng rãi.

-


Băng tải nâng hạ: Là loại băng tải có
khả năng thay đổi chiều cao để có
thể đưa hàng lên nhiều vị trí khác
nhau. Băng tải nâng hạ được sử
dụng nhiều trong các kho hàng
chuyên dùng để cấp sản phẩm lên
thùng xe tải, xe container hoặc
ngược lại. Ngồi ra, nó cũng hay
được sử dụng trong các xưởng sản
xuất dùng để cấp liệu lên vị trí cao.

-…..

2.2. Chọn phương án thiết kế cơ cấu chấp hành:

Đóng dấu nhãn hiệu lên sản phẩm trải qua hai lần đóng dấu nên cần hệ thống cảm
biến quang ngắt q trình chuyền giúp phơi đến đúng vị trí đóng dấu. Khi đóng dấu xong
hệ thống chuyền sẽ tự động được bật chuyền phơi tới vị trí làm việc tiếp theo.

6


Xilanh khí nén được sử dụng van đảo chiều giúp hành trình đóng dấu và trở về vị trí
ban đầu diễn ra một cách liên tục.
Thực hiện đóng dấu từ trên xuống nhờ xilanh khí nén, xilanh mang cơ cấu đóng dấu
vừa có vai trị đóng dấu, vừa có vai trị kệp chặt phơi, vì thế khơng cần thiết kế cơ cấu
kẹp chặt.
2.2.1. Xilanh khí nén:
a) Sơ lược về xilanh khí nén: Xi lanh khí nén hay cịn gọi là piston khí nén, xi lanh

khí, pen hơi, nó được ứng dụng rộng rãi trong ngành cơng nghiệp, tự động hóa như công
nghiệp lắp ráp, chế biến gỗ, thực phẩm, dây chuyền đóng gói, chế tạo rơ bốt, lắp ráp điện
tử…Nó là thiết bị cơ học tạo ra lực, được cung cấp bởi khí nén, một trong những phụ
kiện khí nén trong hệ thống khí nén. Hoạt động bằng cách chuyển hóa năng lượng của
khí nén thành động năng qua đó chuyền tới thiết bị. Khi lượng khí nén được đưa vào xi
lanh tạo nên một áp xuất làm pít tơng dịch chuyển theo hướng mình mong muốn.

Hoạt động Chung: Khi được kích thích, khơng khí nén vào thành ống với một đầu của
piston và do đó sẽ chiếm khơng gian trong xi lanh. Lượng khí này lớn dần sẽ làm piston
di chuyển, khi piston di chuyển sẽ sinh ra công và làm thiết bị bên ngồi có thể hoạt
động.
b) Phân loại xilanh khí nén:
Xi lanh có rất nhiều loại khác nhau về kiểu dáng, kích cỡ. Các loại được ứng dụng nhiều
là xi lanh tác động đơn, xi lanh tác động kép.
Xi lanh tác động đơn SAC: Sử dụng lực khí nén đưa khơng khí vào trong làm cho pít
tơng xi lanh sinh cơng chuyển động theo hướng ra ngồi, sau đó lùi lại bằng lực kéo của
lị xo. xi lanh có 1 lỗ đưa khí vào và 1 lỗ thốt khí. Thường xi lanh loại này dùng van
điện từ 3 cửa 2 vị trí để điều khiển.
Xi lanh tác động kép DAC: Sử dụng khí nén đưa vào hai đầu xi lanh đẩy pit tơng ra
ngồi và lùi lại, nên si lanh có 2 hành trình ra và hành trình vào dựa vào van điều khiển si
lanh.

7


2.2.2. Van đảo chiều:
a) Van đảo chiều là gì?
Van đảo chiều là loại dùng để điều khiển, điều tiết lưu chất khí nén đi qua van. Vận hành
bằng cách mở/đóng chuyển đổi vị trí và chức năng cho nhau.


Van đảo chiều: khi chưa có tín hiệu tác động vào cửa (12) thì cửa (1) bị chặn và cửa (2)
nối với cửa (3). Khi có tín hiệu tác động vào cửa (12), ví dụ tác động bằng dịng khí nén,
nịng van sẽ dịch chuyển về phía bên phải, cửa (1) nối với cửa (2) và cửa (3) bị chặn.
Trường hợp tín hiệu tác động vào cửa (12) mất đi, dưới tác động của lực lò xo, nòng van

8


sẽ trở về vị trí ban đầu

b) Phân loại:

Van 2/2 là gì ? Nguyên lý hoạt động của van 2/2
Van 2/2 là loại van phân phối có 2 cổng (1 cổng vào 1 cổng ra) và 2 vị trí

Nguyên lý hoạt động van 2/2:
Tác động cơ học – đầu dò: Van có 2 cửa P và R, 2 vị trí 0 và 1. Ở vị trí 0: cửa P và R bị
chặn. Nếu đầu dò tác động vào, từ vị trí 0 van sẽ được chuyển sang vị trí 1, khi đó cửa P
và R sẽ nối với nhau. Khi đầu dị khơng cịn tác động thì van sẽ trở lại vị trí ban đầu do
lực nén của lị xo.
Khi chịu tác động của điện từ hoạc tác động cơ, cửa số 1 sẽ được mở, khi sẽ đi vào cửa
số 1 và thoát ra ở cửa số 2.

Van 3/2 là gì ? Nguyên lý hoạt động của van 3/2
Van 3/2 là van có 2 vị trí, 3 cổng trong đó 1 cổng nguồn cấp khí, 1 cổng làm việc và 1
cổng xả khí

Nguyên lý hoạt động van 3/2:
9



Tác động cơ học – đầu dị: Van có 2 cửa P, A và R. Có 2 vị trí 0, 1. Ớ vị trí 0: cửa P bị
chặn, cửa A nối với cửa R. Nếu đầu dò tác động vào từ vị trí 0 van sẽ chuyển sang vị trí
1, khi đó cửa P nối với cửa A, cửa R sẽ bị chặn. Khi đầu dị khơng cịn tác động nữa thì
van sẽ trở về vị trí ban đầu bằng lực nén của lò xo.
- Van trượt đảo chiều 3/2 tác động bằng tay khi dịch chuyển ống lót sang vị trí a, thì cửa
P nối với A và cửa R bị chặn. Khi dịch chuyển ống lót sang vị trí b, thì cửa A sẽ nối với
với R và cửa P bị chặn.
- Khi van đóng, cửa số bị đóng, cửa số 2 thống với cửa số 3.
- nKhi van mở, cửa số 1 thông với cửa số 2 để thơng khí

Van 4/2 là gì? Ngun lý hoạt động của van 4/2
Van 4/2 là van có 2 vị trí, 4 cửa trong đó có của số 1 là cửa vào của nguồn khí, cửa số 2,4
là cửa làm việc, cửa số 3 là cửa xả khí.

Nguyên lý hoạt động của van 4/2:
Van đảo chiều 4/2: Tại vị trí 0: cửa P nối với cửa B, cửa A nối với cửa R. Khi có dịng
điện vào cuộn dây van sẽ chuyển sang vị trí 1. Khi đó cửa A nối với P, cửa B nối với R.
Van đảo chiều xung 4/2 tác động bằng dịng khí nén điều khiển đi ra từ 2 phía của nịng
van: hai nịng van được khoan lỗ có đường kính 1mm và thơng với cửa P. Khi có áp suất
ở cửa P, dịng khí nén diều khiển sẽ vào cả 2 phía đối diện của nịng van qua lỗ và nịng
van ở vị trí cân bằng. Khi cửa X là cửa xả khí ,nịng van sẽ đƣợc chuyển sang vị trí b,
cửa P nối với của A và cửa B nối với cửa R. Khi cửa X ngừng xả khí, thì vị trí của nịng
van vẫn nằm ở vị trí b, chừng nào chƣa có tín hiệu xả khí ở cửa Y.
Khi chịu tác động của điện hoạc cơ, cửa van số 1 được mở ra, khi đó lượng khí sẽ đi vào
cửa số 2, qua q trình xử lý khí này được trở lại cửa số 4 và xả ra ngồi thơng qua cửa
số 3. Van 4/2 thường là các vấn tác động đơn.

10



Van 5/2 là gì ? Nguyên lý hoạt động của van 5/2
Van 5/2 thường là van tác động đơn, có 2 vị trí và 5 cửa trong đó cửa số 1 là cửa cấp khí,
cửa số 2 và cửa số 4 là cửa làm việc, cửa số 3 và số 5 là cửa xả khí.

Nguyên lý làm việc của van 5/2
Van 5/2 hay còn được gọi là Solenoid Valve (van điện từ) hay van đảo chiều. Khi tác
động nguồn điện 220V hoạc 24V sẽ tạo ra từ trường tác ra tác động đóng mở từ các ơ
cửa.
- Van đảo chiều xung 5/2 tác động bằng dịng khí nén điều khiển đi ra từ 2 phía nịng van:
Ngun tắc hoạt động tương tự van đảo chiều 4/2 tác động bằng dòng khí nén điều khiển
đi ra từ 2 phía của nịng van.

Trạng thái ban đầu, cửa 1 đang thông với cửa số 2, cửa số 4 thông với cửa số 5 và cửa số
3 bị chặn lại. Khi điện tác động, từ trường kéo lò xo, lo xo đẩy cửa số 1 sẽ thông với cửa
số 4, cửa số 2 thông cửa số 3 và cửa số 5 bị đóng lại.

Van 5/3 là gì ? Nguyên lý hoạt động của van 5/3

11


Van 5/3 cũng là van đảo chiều hay còn gọi là Solenoid Valve (van điện từ) có 3 vị trí và 5
cửa trong đó cửa số 1 là cửa nguồn khí, cửa số 2,4 là cửa làm việc và cửa 3,5 là cửa thốt
khí.

Ngun lý hoạt động của van 5/3

2.2.3. Cảm biến quang:


Cảm biến quang điện (Photoelectric Sensor) nói một cách nôm na, thực chất chúng
là do các linh kiện quang điện tạo thành. Khi có ánh sáng thích hợp chiếu vào bề mặt của
cảm biến quang, chúng sẽ thay đổi tính chất. Tín hiệu quang được biến đổi thành tín hiệu
điện nhờ hiện tượng phát xạ điện tử ở cực catot (Cathode) khi có một lượng ánh sáng
chiếu vào. Từ đó cảm biến sẽ đưa ra đầu ra để tác động theo yêu cầu công nghệ.
Ưu điểm của việc sứ dụng cảm biến quang:
- Phát hiện vật thể nhưng không cần tiếp xúc với

12


vật thể đó (Phát hiện từ xa)
- Phát hiện được từ khoảng cách xa
- Ít bị hao mịn, có tuổi thọ và độ
chính xác, tính
ổn định cao
- Phát hiện nhiều vật thể khác nhau
- Thời gian đáp ứng nhanh, có thể
điều chỉnh độ
nhạy theo ứng dụng.
- ...
2.2.4. Van tiết lưu:
Van tiết lưu khí nén là gì?
Van tiết lưu là một loại van điều khiển lưu lượng được sử dụng để làm giảm tốc độ của
mạch khí nén, cho tốc độ bộ truyền động chậm hơn. Van điều khiển dòng chảy này sẽ
điều chỉnh luồng khơng khí đi theo một hướng, cho phép dịng khí chảy tự do theo hướng
ngược lại. Cụ thể là phụ kiện này có thể điều chỉnh tốc độ hoặc thời gian chạy của khí
nén trong cơ cấu vận hành.

Các loại van điều khiển lưu lượng khí nén


– Van tiết lưu có tiết diện khơng thay đổi được: cho phép lưu lượng dịng khí qua khe hở
của van là cố định.
– Van tiết lưu có tiết diện thay đổi được: cho phép người dùng có thể điều chỉnh được lưu
lượng khí nén đi qua van. Tiết diện này sẽ thay đổi bằng vít điều chỉnh.
– Van tiết lưu một chiều điều khiển bằng tay: người dùng sẽ điều chỉnh vít bằng tay để
thay đổi tiết kiện chảy của dịng khí nén. Và khi dịng khí nén đi qua tiết diện này, lò xo
sẽ đẩy màng chắn xuống, cho phép khí nén đi qua khoảng hở giữa màng chắn và mặt tựa
màng chắn, lưu lượng lúc này sẽ không điều chỉnh được.
Cấu tạo và ứng dụng của van tiết lưu trong hệ thống máy nén khí

13


Van tiết lưu chính là một thiết bị khơng thể thiếu trong các ngành công nghiệp hiện nay.
Trong thực tế, khi dịng khí nén đi qua các van trên hệ thống đường ống dẫn khí, các cửa
nghẽn, ống mao dẫn hoặc van tiết lưu,… thì chúng đều đang thực hiện q trình tiết lưu.
Khi đó, áp suất sẽ giảm xuống do ma sát mạnh giữa dịng khí và đường ống vận chuyển.
Mức độ giảm áp suất nhiều hay ít sẽ phụ thuộc chủ yếu vào bản chất, trạng thái của chất
khí, độ hẹp của ống dẫn và tốc độ dịng khí nén.
Q trình tiết lưu trong hệ thống máy nén khí Puma, máy nén khí Kobelco, máy nén khí
Compkorea,… thường làm giảm hiệu suất của khí nén và điều này có hại. Tuy nhiên, đơi
khi người ta cũng tạo ra q trình này để điều chỉnh cơng suất của các thiết bị sử dụng
khí nén, đo lưu lượng và giảm áp cho các hệ thống làm lạnh.

2.2.5. Rơle điện từ.
Thế nào là rơ le điện từ
Rơ le là một thiết bị điện tự động mà tín hiệu đầu ra thay đổi nhảy cấp khi tín hiệu đầu
vào đạt những giá trị xác định. Rơ le là một thiết bị điện dùng để đóng, cắt mạch điện
điều khiển, bảo vệ và điều khiển sự làm việc của mạch lực. Mà trong hệ thống Van, rơ le

điện từ dùng để điều khiển hoạt động của một số loại Van điện từ

14


Rơ le điện từ là một trong những thiết bị
quan trọng trong số các thiết bị tự động
hóa dùng trong ngành điện. Rơ le có
nhiệm vụ bảo vệ các phần tử của hệ
thống điện trong các điều kiện làm việc
không bình thường bằng cách cơ lập các
sự cố bằng cách thơng qua thiết bị đóng
cắt.
Cấu tạo của rơ le điện từ
Rơ le điện từ có các bộ phận chín là
mạch từ, cuộn dây, tiếp điểm, vỏ. Mạch
từ được chế tạo từ vật liệu sắt từ gồm
hai phần, phần tĩnh hình chữ và phần
động là tấm thép hình chữ U. Phần động
nối liên kết cơ khí với tiếp điểm động.
Phân loại rơ le điện từ
Theo cuộn hút : cuộn hút 1 chiều và cuộn hút xoay chiều.
Theo dòng điện qua tiếp điểm: rơ le 1 chiều, rơ le xoay chiều.
Theo số lượng cặp tiếp điểm: 2 cặp tiếp điểm, 3 cặp tiếp điểm,….
Theo cấu trúc chân: chân tròn, chân dẹt.
Theo đế cắm rơ le: đế trịn, đế vng.
Ngun lý hoạt động của rơ le điện từ
Rơ le điện từ hoạt động trên nguyên tắc của nam châm điện thường dùng để đóng cắt
mạch điện có cơng suất nhỏ, tần số đóng cắt lớn.
Khi có dịng điện chạy qua cuộn dây sẽ sinh ra lực hút điện từ hút tấm động về phía lõi.

Lực hút điện từ có giá trị tỷ lệ thuận với bình phương dịng điện và tỷ lệ nghịch với
khoảng cách khe hở mạch từ. Khi dòng điện trong cuộn dây nhỏ hơn dịng tác động thì
lực hút điện từ lớn hơn lực kéo lò xo, tấm dộng bị hút về phía làm cho khe hở mạch từ
nhỏ nhất, tức là hút về phía phần tĩnh. Khi khe hở mạch từ nhỏ, lực hút càng tăng tấm
động được hút dứt khốt về phía phần tĩnh và tiếp điểm động sẽ đóng vào tiếp điểm tĩnh.
Ứng dụng của zơle điện từ
Được dùng rộng rãi trong các ngành công nghiệp và sinh hoạt bởi tính năng tự động hóa.
Giám sát các hệ thống an tồn cơng nghiệp và ngắt điện cho các máy móc nếu đảm bảo
độ an tồn.

15


2.3. Nguyên lý làm việc:
Từ việc lựa chọn phương án cấp phơi và cơ cấu đóng dấu như trên, ta có ngun lý
làm việc như sau:
Phơi sau khi thành phẩm được đưa vào băng chuyền.
Băng chuyền (được truyền động bằng động cơ điện) mang phôi qua ray dẫn hướng tới vị
trí đóng dấu.
Cảm biến quang có vai trị ngắt hệ thống truyền khi phơi đến vị trí mặc định.
Khi phơi vào vị trí đóng dấu, xilanh mang cơ cấu chấp hành (con dấu) đi xuống thực hiện
đóng dấu lên bề mặt chi tiết.
Phơi sau khi được đóng dấu hệ thống truyền sẽ tự động chạy đưa tới vị trí đóng dấu lần
hai, tại đây quá trình diễn ra như lần một.
Qua hai lần đóng dấu phơi sản phẩm theo băng truyền tới vị trí đóng gói thành phẩm.

Chương 3: Thiết kế hệ thống

3.1. Tính tốn lựa chọn động cơ:
Dựa trên cơ sở lí thuyết: Muốn chọn được động cơ phù hợp, ta cần các thông số: mô-men

xoắn của trục dẫn động cuối cùng, hiệu suất truyền, chế độ làm việc và loại động cơ ta sử
dụng.
B1: Tính mơ-men xoắn của trục dẫn động cuối cùng:
Tuỳ vào đặc thù của mỗi cơ hệ, ta có thể tính được giá trị này. mơ-men = lực * tay địn
Đơn vị: lực – N; tay địn – mm; mơ-men – Nmm
B2: Hiệu suất truyền: phải có (hoặc giả sử có) 1 hệ thống giảm tốc với n cặp truyền, m
cặp ổ. Ta sẽ có hiệu suất = tích các hiệu suất thành phần. Để chọn đơn giản, nếu bộ
truyền không sử dụng loại trục vít - bánh vít, ta có thể chọn hiệu suất = 1 giá trị (0.7-0.9)
để tính tốn. Một số hiệu suất: trục vít - bánh vít: 0.6-0.72; bánh răng thẳng: 0.9-0.95;
bánh răng cơn: 0.92-0.95, vịng bi: 0.99, bạc: 0.96-0.98
B3: Chế độ làm việc liên quan đến tuổi thọ của bộ giảm tốc và động cơ. Sau khi tính sơ
bộ, phải chú ý đến điều này để chọn loại động cơ hợp lý.
B4: . Chọn động cơ:
Cơng suất động cơ tính theo công thức: P=T*n/9.55*10^6
16


P: công suất ĐC (KW)
T: mô-men xoắn trên trục ĐC (Nmm)
n: số vịng quay (v/ph)
Qua q trình tham khảo và tính tốn nhóm đã quyết định chọn động cơ:
9IDG_­60FP­T_9PFK40BH
Với thơng số:

+ Công suất: 60W
+ Tốc độ quay: 1000v/p
+ Nguồn: 220V-50Hz
+ Momen xoắn: 3 Nm
+ Hộp giảm tốc tỉ lệ: 1/50


3.2. Lựa chọn thiết kế băng truyền và khung:
Thông số của máy:
-

Chiều dài: 1204mm
Chiều rộng: 260.8mm
Chiều cao: 1019.5mm

Do kích thước sản phẩm khơng q lớn 120x60x60mm nhóm đã thiết kế dựa trên các
tiêu chí sao cho phù hợp, cân đối, tiết kiệm nhưng vẫn đảm bảo tiêu chuẩn, độ chắc chắn
và chịu tải của hệ thống đóng dấu tác động lên.Sau đây là những vật liệu nhóm dùng để
thiết kế:
-

Bulơng, Vít lục lăng:

+ ISO 4762 M6 x 30 - 30N: (số lượng 12 )
+ ISO 4762 M6 x 16 - 16N: (số lượng 8 )
+ ISO 4762 M6 x 35 - 35N ( số lượng 4 )
+ISO 4762 M6 x 80- 80N ( sl 2)
+ ISO 4762 M6 x 10- 10N ( sl 4 )
+ ISO 10642 M4 x 12 -12N (sl 6 )
+ ISO 10642 M4 x 10 -10N ( sl 6 )
Vòng đệm: washer 7090 - 5 (sl 12 )
Ổ bi:
+ ISO 15 ABB - 197 - 10,SI,NC,10_68 ( sl 20 )
17


+ ISO 15 ABB - 1020 - 12,SI,NC,12_68 (sl 4 )

Nhơm định hình:
+ 30 x 30 x 800 ( số lg 4 )
+ 30 x 30 x500 ( số lg 4 )
+ 30 x30 x 140 ( số lg 4 )
+ 30 x 60 x1070 ( số lg 2 )
Ke góc: HI-HB1FSB6
Ray dẫn hướng: SEBZ20-100

3.3. Hệ thống xilanh khí nén:
3.3.1. Xilanh khí nén:
Theo lý thuyết cơ cấu đóng khơng địi hỏi lực tác dụng quá lớn vì vậy đi tới quyết
định sử dụng xilanh khí nén với những ưu điểm:
- Hồn tồn khơng bị rị rỉ nên hệ thống có khả năng hoạt động hiệu quả và tiết kiệm chi
phí hơn.
- Có thể sử dụng với khơng khí khơng cần bơi trơn.
- Ống dẫn hướng của xi lanh được bít kín hồn tồn nên các chất bụi bẩn khơng thể lọt
vào trong hệ thống giúp cho xi lanh hoạt động được lâu bền hơn, hạn chế ma sát, mài
mịn.
- Có khả năng ứng dụng thuận lợi trong máy móc với bộ phận trượt xoay quanh ống thép
khơng gỉ.

Do kích thước phôi không quá lớn (120x60x60) và để biến đổi năng lượng khí nén
thành năng lượng cơ học, ở đây nhóm dùng xilanh tác dụng hai chiều loại: SMC-20x50
với đường kính 20mm, hành trình 50mm.
18


3.3.2: Van đảo chiều:
Van điện từ 5-2 cuộn coil
Áp lực làm việc tối đa: 10Bar

Nhiệt độ làm việc: -5 đến 50 độ C
Vật liệu thân van truyền khí bằng nhơm.

3.3.3. Cảm biến quang:
Cảm biến quang tiệm cận LJ18A3-8-J/EZ 220V M18
thường mở
Thông số kỹ thuật:
- Tên Sản phẩm: LJ18A3-8-J / EZ
- Kích thước bên ngồi: Đường kính xilanh 18mm
(mm)
- Cảm biến: Từ Tính (Inductive)
- Khoảng cách phát hiện: 8mm (mm)
- Điện áp làm việc: AC 90-250V
- Dòng ra tối đa: 300mA
- Dạng Đầu ra: Thường Mở
- Đối tượng kiểm tra: Kim loại (sắt thép, đồng, vv)
3.3.4. Van tiết lưu:
Van tiết lưu khí nén SL phi 10mm ren-17

19


3.3.5. Rơ le điện từ.
Rơ le trung gian 220v

Chương 4: Kết quả và đánh giá

20



4.1. Mơ hình máy sơ bộ:

4.2. Đánh giá:
4.3. An tồn và vận hành máy:
Tuổi thọ và hiệu quả sử dụng máy phụ thuộc rất nhiều vào phương pháp sử dụng và bảo
quản máy móc. Nếu tổ chức và sử dụng và bảo quản một cách hợp lý, máy có thể làm
việc được lâu dài hơn. Do đó việc sử dụng và bảo quản máy, ngồi tính chất kỹ thuật cịn
ý nghĩa về kinh tế.
Để máy làm việc được an toàn và hiệu quả kinh tế cao địi hỏi người cơng nhân vận hành
máy phải nghiên cứu kỹ về máy qua bản hướng dẫn vận hành, nghĩa là:
a)

Biết điều khiển các chức năng của máy một cách thành thạo.
Nắm được các kiến thức cơ bản về máy
Bảo quản và sử dụng máy hợp lí.
Trước khi làm việc.
Trước khi làm việc người cơng nhân phải kiểm tra tồn bộ máy,tức là kiểm tra các
bộ phận truyền động có làm việc an tồn hay không.
- Kiểm tra các thiết bị điều khiển.
- Kiểm tra hệ thống van điều khiển, hệ thống cung cấp khí, đồng hồ do áp suất,
động cơ..
- Ấn nút khởi động động cơ, cho máy chạy thử khi chưa có phơi, sau đó kiểm tra lại
hệ thống đã làm việc được chưa. Khi đảm bảo các yêu cầu mới được vận hành.
b) Trong khi làm việc:
21


Trong q trình làm việc người cơng nhân đứng máy phải mang bảo hộ lao độn đúng
quy định.
Vị trí làm việc phải gọn gàng sạch sẽ tạo điều kiện cho việc thao tác được dễ dàng.

Khi phát hiện sự cố phải dừng máy, ngắt cầu dao chính của máy và bảo ngay cho
người có trách nhiệm để kiểm tra, sửa chữa.
c) Sau khi làm việc:
Tuổi thọ của máy sẽ được kéo dài thêm và các hỏng hóc sẽ được loại trừ nhờ vào việc
bảo dưỡng thường xuyên và đúng lúc.
Sau khi nghỉ làm việc phải ngắt cầu dao điện an toàn.

22