THIẾT KẾ MÁY CẮT HẠT NHỰA TÁI SINH CẢI TIẾN

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ MÁY CẮT HẠT NHỰA TÁI SINH

MÁY CẮT HẠT NHỰA TÁI SINH LỜI NÓI ĐẦU

Hiện nay các ngành khoa học kĩ thuật ngày càng phát triển trong đó có ngành cơ khí chế tạo máy. Ngành có vai trò và nhiệm vụ hết sức quan trọng trong việc thiết kế chế tạo ra các thiết bị, máy móc phục vụ cho các ngành công nghiệp và các ngành sản xuất khác, nhằm giảm nhẹ sức lao động cho người lao động và tăng năng suất lao động.

Để đáp ứng một phần nào đó yêu cầu về đội ngũ cán bộ công nhân kỹ thuật có tay nghề cao phục vụ trong các ngành nghề cơ khí chế tạo, ôtô, điện công ngiệp…..  Trong nhiều năm qua trường ………….. đã đào tạo ra nhiều sinh viên kỹ thuật đáp ứng được một phần nào đó về nhu cầu lao động của xã hội.

Để đánh giá khả năng tiếp thu kiến thức của sinh viên trong thời gian học tập tại trường, vào cuối mỗi khóa học nhà trường và thầy cô đã tạo điều kiện cho chúng em thực hiện một đề tài tốt nghiệp .Qua đồ án tốt nghiệp này giúp cho chúng em cũng cố lại kiến thức đã học và học hỏi thêm những điều chưa biết .Và sau đây là nội dung thiết kế MÁY CẮT HẠT NHỰA TÁI SINH của nhóm em. Bằng kiến thức đã học ở trường và cùng với sự tận tình hướng dẫn của thầy ….. đã giúp chúng em hoàn thành đồ án này. Trong quá trình làm đồ án cũng có nhiều sai sót mong thầy cô chỉ dẫn chúng em để đồ án chúng được hoàn thành tốt hơn.

Cuối cùng chúng em xin chân thành cám ơn toàn thể các thầy cô trong khoa Cơ khí  của trường và nhất là thầy ……. đã hướng dẫn nhóm em hoàn thành đồ án tốt nghiệp này.

THIẾT KẾ MÁY CẮT HẠT NHỰA TÁI SINH, ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP, Sơ đồ nguyên lý MÁY CẮT HẠT NHỰA TÁI SINH, bản vẽ lắp MÁY CẮT HẠT NHỰA TÁI SINH , bản vẽ cụm MÁY CẮT HẠT NHỰA TÁI SINH, Bản vẽ chi tiết MÁY CẮT HẠT NHỰA TÁI SINH

MỤC LỤC ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ MÁY CẮT HẠT NHỰA TÁI SINH

 I .Giới thiệu và phân tích về máy cắt hạt nhựa tái sinh

 II . Lựa chọn nguyên lý hoạt động

 III .Tính toán động học máy

 IV. Tính toán động lực học máy

 V. Sơ đồ điều khiển.

VII.  Quy trình công nghệ gia công những chi tiết điển hình (Bánh răng ,Trục kéo ,Tấm gá dao )

VIII. Năng suất, vận hành và bảo quản máy.

    IX . Sản xuất thử mô hình, điều chỉnh, sửa chữa lại thiết kế

X .Kết luận

NỘI DUNG THUYẾT MINH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ MÁY CẮT HẠT NHỰA TÁI SINH

I .Giới thiệu và phân tích về máy cắt hạt nhựa tái sinh

    1.Yêu cầu xã hội :

       -Hiện nay ,nhu cầu sử dụng túi nilon của con người rất phổ biến .Vì nó là sản phẩm dễ chế tạo ,gọn ,nhẹ và tiện ích để đựng những vật dụng cần thiết .

       -Túi nilon được sản xuất ra từ những hạt nhựa tái sinh nhỏ bé .Đó là một dây chuyền sản xuất lớn ,bao gồm nhiều công đoạn .Trong đó ,có công đoạn cắt hạt nhựa từ những sợi nhựa dài ,và máy cắt hạt nhựa tái sinh ra đời ,đáp ứng nhu cầu sản xuất của con người .

    2. Phân tích sản phẩm

-Máy cắt hạt nhựa có thể cắt được nhiều loại nhựa như :PP ,PE ,LDPE ,HDPE………

       -Sản phẩm chủ yếu của máy cắt hạt nhựa là những hạt nhựa được làm từ vật liệu nhựa tái sinh PP.

       -Ưu điểm :+ Bảo vệ môi trường ,giúp xã hội giải quyết vấn đề môi trường .

                        +Giúp giải quyết một phần bài toán về nguyên liệu trong nghành nhựa

       -Nguồn gốc :Màng BOPP

       -PP(polypropylen) là nhựa nhiệt dẻo khi nung nóng đến nhiệt độ nóng chảy Tm thì nó chảy mềm ra và khi hạ nhiệt thì nó đóng rắn lại .Thường tổng hợp bằng phương pháp trùng hợp .Các mạch đại phân tử của nhựa nhiệt dẻo liên kết bằng các liên kết yếu (lien kết H2 ,vanderwall)

        -Tính chất cơ học :Thấp hơn nhựa nhiệt rắn  ,có khả năng tái sinh được ,tính bền cơ học cao (cứng ,không bị kéo dãn nên được chế tạo thành sợi ) ,trong suốt ,độ bóng bề mặt cao ,không màu ,không mùi ,không vị ,không độc .Cháy với ngọn lửa xanh nhạt ,có dòng chảy dẻo ,chịu được nhiệt độ cao hơn 1000C và chống thấm 02 ,hơi kho nước ,dầu mỡ .

   3. Yêu cầu của máy :

 -An toàn cho người sử dụng .

 -Vận hành tốt ,không bị rung động .

 -Kết cấu nhỏ gọn

 - Giá thành rẻ

 -Làm việc đạt năng xuất cao

II /Lựa chọn nguyên lý làm việc của máy

-Hiện nay máy cắt hạt nhựa ở ngoài thị trường hoạt động chủ yếu theo 2 nguyên lý

chính :

+Nguyên lý cắt đứt hạt nhựa bằng sự chuyển động lên xuống của dao cắt và chuyển động tịnh tiến của sợi nhựa.

+Nguyên lý cắt đứt hạt nhựa bằng sự chuyển động quay của trục dao và chuyển động tịnh tiến của sợi nhựa.

-So sánh giữa 2 nguyên lý làm việc ta có :

+ Nguyên lý cắt đứt hạt nhựa bằng sự chuyển động lên xuống của dao cắt và chuyển động tịnh tiến của sợi nhựa :Dao cắt chuyển động lên xuống ,chuyển động xuống thì thực hiện quá trình cắt ,chuyển động lên thì không gia công .Như vậy quá trình cắt không diễn ra không liên tục , thời gian chạy dao không ,dẫn đến năng xuất thấp .

..................................

-Từ những yêu cầu trên :Ta lựa chọn nguyên lý thứ hai ,để thiết kế máy cắt hạt nhựa tái sinh .

- Hiện nay trên thị trường có nhiều loại máy cắt hạt nhựa tái sinh ,nhưng điểm chung của hầu hết các máy là kết cấu của máy còn nhiều hạn chế như :

+Động cơ sử dụng có công suất 2 ngựa , tốn nhiều điện năng tiêu thụ .

+Dao cắt không được định vị trên trục dao ,dẫn đến dao gắn trên trục dao không cùng một đường kính ,sinh ra lực ly tâm ,làm cho trục bị đảo ,nhanh hư ổ lăn.

+ Trên trục kéo có các rãnh dọc trục ,giúp tăng ma sát khi kéo sợi nhựa vào ,chính điều này làm cho các sợi nhựa bị biến dạng ,làm chất lượng hạt nhựa giảm  .Ngoài ra khi sợi nhựa tịnh tiến vào thì các sợi nhựa có khuynh hướng bị đẩy lên và các sợi nhựa sẽ không tịnh tiến theo một hướng ,mà sẽ chuyển động theo mọi hướng bất kì , dẫn đến có một số sợi nhựa sẽ  không  bị cắt  ,làm giảm năng xuất quá trình gia công .

-Từ những hạn chế trên ,ta có một số phương hướng cải tiến để cho máy càng hoàn thiện hơn:

+Ta sử dụng động cơ có công suất nhỏ hơn ,khoảng nửa ngựa ,giúp tiết kiệm điện năng .

+Dao cắt sẽ được định vị trong các rãnh chứa dao ,và được kẹp chặt bằng các vít lục giác .

+ Trên trục kéo ta tiện các rãnh chữ V ,nhằm định vị các sợi nhựa khi tịnh tiến vào .Nhờ các rãnh chữ V mà sợi nhựa không bị biến dạng khi tịnh tiến vào , các sợi nhựa sẽ tịnh tiến vào đúng hướng theo yêu cầu ,dẫn đến năng xuất và chất lượng tăng .

 - Từ những yêu cầu trên ta thiết kế Máy cắt hạt nhựa làm việc dựa trên nguyên lý cắt của các lưỡi dao .Trục dao gồm 3 lưỡi dao đặt cách nhau một góc 120⁰ trên trục dao . Kết hợp chuyển động quay của trục dao và chuyển động tịnh tiến của sợi nhựa (nhờ trục kéo kéo vào ), để cắt ra những hạt nhựa có kích thước dài khoảng (3,5-4 )mm .

...............

1.Động cơ     2.Puly lớn         3.Trục trung gian  4.Trục kéo 1

5.Bộ truyền bánh răng dịch chỉnh    6. Trục kéo II    7.Bộ truyền bánh răng trụ 

8.Bộ truyền xích       9. Trục dao        10.Pu ly nhỏ

Nguyên lý hoạt động: moment xoắn từ động cơ truyền qua bộ giảm tốc bánh  truyền đai, bộ truyền xích và bộ truyền bánh răng  đến trục kéo tạo ra moment để kéo sợi nhựa vào .

Chọn cơ cấu truyền động giảm tốc:máy cắt hạt nhựa  sử dụng bốn bộ truyền giảm tốc gồm một bộ truyền bánh đai thang ,một bộ truyền xích và hai bộ truyền bánh răng thẳng.

 Do khoảng cách của trục động cơ đến trục I lớn và đặc tính yêu cầu của máy là làm việc êm .Vì lý do đó ta chọn bộ truyền đai, kết hợp với bộ căng đai để điều chỉnh khoảng cách  dây đai cho phù hợp khi đai bị giãn hoặc lúc tháo lắp.

Truyền động từ trục I đến trục II  ta chọn bộ truyền xích .Vì bộ truyền xích đảm bảo tỷ số truyền ổn định ,lực tác dụng lên ổ trục nhỏ ,ma sát thấp và mang laị hiệu suất cao .Vì thế dùng bộ truyền xích là hợp lý nhất.

Truyền động từ trục II sang trục III và từ trục III đến trục IV ta sử dụng bộ truyền bánh răng ,vì bộ truyền bánh răng có kết cấu nhỏ gọn phù hợp với kích cỡ của máy ,có khả năng tải cao .Trục III và trục IV là trục kéo nên truyền động của 2 trục này là quay ngược chiều nhau ,vì thế sử dụng bộ truyền bánh răng là tối ưu nhất ,đem lại tỉ số truyền ổn định khi làm việc.

III. TÍNH TOÁN ĐỘNG HỌC MÁY

1.Chọn động cơ điện :

-Xác định vận tốc cắt :vì đây là chuyển động quay giữa dao cắt và chuyển động tịnh tiến của sợi nhựa nhờ trục kéo .Nó giống chuyển động trong gia công phay mặt phẳng ,nên ta áp dụng công thức trong phay mặt phẳng .

Ta có :V

Tra bảng 1.5/121/Chế độ cắt ta có :

Vậy ta có : V

-Xác định tải trong trên trục là xác định lực cắt khi cắt :

Ta có  Pz

Tra bảng 1.5/121/Chế độ cắt ta có :

 Vậy ta có :

Pz

Ta có:

Công suất cần thiết : N_ct =

Trong đó N =  = KW

hiệu suất bộ truyền đai

hiệu suất bộ truyền xích

 hiệu suất bộ truyền bánh răng

hiệu suất bộ truyền một cặp ổ lăn

Vậy :  N_ct =  KW

Cần phải chọn công suất động cơ lớn hơn N_ct.

Chọn động cơ có công suất N_đc = 0.375 ( KW), n = 1440 vòng/phút.

2.Phân phối tỷ số truyền:

• Tỷ số truyền chung là
• Trong đó
•   vòng/ phút.

Mà

Trong đó: - : tỷ số truyền của  bộ truyền đai.          

                 - : tỷ số truyền của bộ truyền xích

                      - : tỷ số truyền của bộ truyền bánh răng

Ta có: ­­  Ta chọn id= 3.5 ,ix=3 ,ibr =3 ,ibr=1

SƠ ĐỒ KẾT CẤU SƠ BỘ

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ MÁY CẮT HẠT NHỰA TÁI SINH

......................................

VIII. Vận hành, năng suất và bảo quản máy.

1. Vận hành:

- Cấp nguồn  điện cho động cơ, nhấn nút On cho máy hoạt động . Đưa những sợi  nhựa dài qua trục kéo,sợi nhựa được trục kéo vào ,kết hợp  chuyển động quay của trục dao ,cắt sợi nhựa thành những hạt nhựa những hạt nhựa nhỏ ,hạt nhựa cắt ra rớt vào thùng chứa .

2. Năng suất:

-Theo tính toán  :1 mét sợi nhựa =0,1134 KG

-Trong một phút ,trục kéo quay được 46 vòng ,một vòng của trục kéo chính bằng chu vi của nó ,chu vi của trục kéo bằng C=2π.R=119,32 mm .Vậy trong một phút trục dao có thể cắt được sợi nhựa dài khoảng 46.119,32=5489 mm .

Với số rãnh trên trục kéo là tám thì trong một phút ,máy cắt hạt nhựa tái sinh có thể cắt được  8 sợi nhựa dài 5489 mm.Vậy trong một phút ,máy gia công được 0,1134x5,489x8=4,98 KG (hạt nhựa) .

Vậy năng xuất của máy là 4,98KG(hạt nhựa)/phút

3 . Bảo quản:

-Sau khi sử dụng máy xong cần mở nắp hộp để bôi trơn dầu ,mỡ các chi tiết thường xuyên hoạt động như bánh răng ,bánh xích ,ổ lăn … và lau chùi sach sẽ .

      -Không để máy ngoài trời tránh làm hư hỏng các bộ phận khác của máy.

IX. Sản xuất thử mô hình, điều chỉnh, sửa chữa lại thiết kế

-Sau khi tính toán động học và động lực học ,ta tiến hành sản xuất thử mô hình .Việc sản xuất mô hình trải qua 2 công đoạn

+Gia công các chi tiết và cụm chi tiết điển hình như bánh răng ,puly,bánh xích ,trục ……….và một số chi tiết khác.

+Lắp ráp các chi tiết với nhau tạo thành một máy hoàn chỉnh .

-Sau khi chế tạo xong  MÁY CẮT HẠT NHỰA TÁI SINH ta phát hiện ra được 2 vấn đề phát sinh , 2 vấn đề này không giống với quá trình mà ta thiết kế .Đó là :

+Trong quá trình lắp ráp máy ta phát hiện chi tiết số 27 (Tấm đỡ giúp dẫn hướng cho sợi nhựa đi đúng hướng vào vị trí gia công) lắp vào được ,nhưng khi tháo ra thi không được  .Khi thiết kế ,trên bản vẽ chi tiết của Thành máy ,ta phay 2 rãnh rộng 9mm ,để lắp chi tiết 27 vào .Sau khi lắp vào ,ta phát hiện chi tiết 27 không tháo được .

+Trong quá trình hoạt động của máy ,quá trình cắt liên tục của dao cắt sẽ làm nó nhanh mòn ,vì vậy phải mài lại nó hoặc thay dao cắt mới .Khi tiến hành mở các chi tiết ra để lấy dao cắt ,ta phát hiện một điều rằng :phải tháo các bộ truyền bánh răng và xích thì mới mở được dao cắt .Nếu không tháo các bộ truyền ra ,thì ta phải mở được vít lục giác ,nhưng vít lục giác bị bánh răng (Z=60) che mất ,nên không mở được .

-Để giải quyết 2 vấn đề trên ta tiến hành điều chỉnh và sửa chữa lại máy.Cụ thể là :

+Vấn đề 1:Ta tiến hành phay 2 cạnh bên của chi tiết số 27 ,giảm kích thước từ 210mm  xuống 200mm .Khi đó chi tiết số 27 được lắp vào thành máy nhờ 4 vít lục giac để kẹp chặt và 2 chốt trụ để định vị .Khi tháo chi tiết 27 ,ta chỉ cần tháo vít lục giác M4 .

+Vấn đề 2 :Ta tiến hành khoan 2 lỗ Æ6 trên bánh răng ,vị trí 2 lỗ nằm đúng vào vị trí của vít lục giác M4 .Khi ta tháo chi tiết chỉ cần đưa  vít xuyên qua  một trong hai lỗ Æ6 để trực tiếp mở vít lục giác ,và lấy chi tiết số 27 ra sau đó ta tháo lục giác M3 và lấy dao ra.

X. Kết luận:

Với sự hướng dẫn tận tình của các thầy, sau khi hoàn thành đồ án tốt nghiệp nhóm em đã hiểu thêm được nhiều điều về vấn đề gia công, chế tạo, lắp ráp máy… Ngoài ra nhóm em còn học được phương pháp thiết kế tài liệu chế tạo máy. Một lần nữa chúng em xin chân thành cảm ơn sự giúp đỡ của quý thầy cô Khoa Cơ Khí trường và đặc biệt là thầy đã giúp chúng em hoàn thành tốt đồ án tốt nghiệp này.

Tài liệu tham khảo

1. CƠ SỞ THIẾT KẾ MÁY_ NGUYỄN HỮU LỘC
2. CƠ SỞ CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY

(TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI_KHOA CƠ KHÍ)

3. SỔ TAY THIẾT KẾ CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY TẬP 1 VÀ 2

(TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI_KHOA CƠ KHÍ)

4. CHẾ ĐỘ CẮT GIA CÔNG CƠ KHÍ

(NGUYỄN NGỌC ĐÀO_HỒ VIẾT BÌNH_ TRẦN THẾ SAN)

5. GIÁO TRÌNH CƠ LÝ THUYẾT
6. TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ DẪN ĐỘNG CƠ KHÍ

(PGS. TRỊNH CHẤT _ TS. LÊ VĂN UYỂN)

7. THIẾT KẾ CHI TIẾT MÁY

(NGUYỄN TRỌNG HIỆP _ NGUYỄN VĂN LẪM)

8. GIÁO TRÌNH MÁY CẮT KIM LOẠI

GIÁO TRÌNH CƠ SỞ KĨ THUẬT CẮT GỌT KIM LOẠI

VỤ TRUNG HỌC CHUYÊN NGHIỆP _ DẠY NGHỀ

9.  ĐỒ GÁ

(GS.TS. TRẦN VĂN ĐỊCH)

10. GIÁO TRÌNH NGUYÊN LÝ CẮT
11. GIÁO TRÌNH ĐO LƯỜNG KĨ THUẬT

(KS. NGHIÊM THỊ PHƯƠNG (CHỦ BIÊN), KS. CAO KIM NGỌC)

12. GIÁO TRÌNH VẼ KĨ THUẬT 2_ BẢN VẼ KĨ THUẬT

THIẾT KẾ MÁY CẮT HẠT NHỰA TÁI SINH, ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP, Sơ đồ nguyên lý MÁY CẮT HẠT NHỰA TÁI SINH, bản vẽ lắp MÁY CẮT HẠT NHỰA TÁI SINH , bản vẽ cụm MÁY CẮT HẠT NHỰA TÁI SINH, Bản vẽ chi tiết MÁY CẮT HẠT NHỰA TÁI SINH