Giới thiệu dự án

Trong bối cảnh công nghiệp hóa và hiện đại hóa sản xuất, tự động hóa đóng vai trò then chốt trong việc tối ưu hóa năng suất, giảm thiểu chi phí nhân công và nâng cao năng lực cạnh tranh cho doanh nghiệp. Theo các khảo sát công nghiệp sản xuất, quy trình phân loại thủ công truyền thống thường chiếm tới 25-30% tổng thời gian đóng gói và tiềm ẩn tỷ lệ sai sót từ 5% đến 8% do yếu tố mệt mỏi của người lao động. Khâu phân loại sản phẩm là mắt xích quyết định trực tiếp đến chất lượng hàng hóa đầu ra trước khi lưu kho hoặc phân phối ra thị trường.

Đồ án "Thiết kế hệ thống phân loại sản phẩm" được thực hiện tại Trường Cơ khí – Đại học Bách Khoa Hà Nội dưới sự hướng dẫn của TS. Nhã Tường Linh. Đề tài tập trung giải quyết bài toán tự động hóa dây chuyền vận chuyển và phân loại phôi/sản phẩm dạng khối trụ có khối lượng biến thiên từ 0,2 kg đến 5 kg, đáp ứng nhịp sản xuất công nghiệp liên tục với độ tin cậy và độ bền cơ khí tối ưu.

                  SƠ ĐỒ TỔNG QUAN HỆ THỐNG PHÂN LOẠI
+------------------+      +--------------------+      +--------------------+
|  Cụm Cấp Phôi    | ---> |   Băng Tải Đai     | ---> |  Cụm Cảm Biến      |
|  (Trọng lực/Kho) |      | (Dây cao su, v=0.2)|      |  (Quang / Màu sắc) |
+------------------+      +--------------------+      +--------------------+
                                    |                           |
                                    v                           v
                          +--------------------+      +--------------------+
                          | Động cơ ZD + Xích  |      | Bộ Điều Khiển PLC/ |
                          | (5IK60GN-AF, 60W)  |      | Vi Điều Khiển      |
                          +--------------------+      +--------------------+
                                                                |
                                                                v
                                                      +--------------------+
                                                      | Pít-tông Khí Nén   |
                                                      | (Van 3/2, Đẩy Phôi)|
                                                      +--------------------+

Vấn đề thực tiễn và bài toán kỹ thuật

Các hệ thống phân loại vừa và nhỏ hiện nay tại Việt Nam thường gặp phải các vấn đề cốt lõi:

  • Hiện tượng trượt đai và mất ổn định động học khi băng tải mang tải trọng thay đổi liên tục.
  • Sai số cơ cấu chấp hành khí nén do tính toán thiếu chính xác lực cản chuyển động và áp suất vận hành.
  • Chi phí đầu tư các hệ thống robot phân loại (Delta, SCARA) quá cao, không phù hợp với quy mô xưởng sản xuất vừa và nhỏ.

Mục tiêu kỹ thuật của đề tài

  1. Thiết kế và tính toán hoàn chỉnh động học, động lực học của hệ thống băng tải dây đai cao su có chiều dài $L = 1,8\text{ m}$, vận tốc $v = 0,2\text{ m/s}$.
  2. Tính toán chọn công suất động cơ điện một chiều tích hợp hộp giảm tốc và bộ truyền xích con lăn dẫn động đảm bảo tỷ số truyền $u = 2,56$.
  3. Thiết kế trục, then và chọn ổ lăn SKF đáp ứng đầy đủ điều kiện bền mỏi ($s_j \ge [s]$) và bền tĩnh dưới tải trọng phân bố tối đa 30 kg.
  4. Xây dựng sơ đồ nguyên lý hệ thống điều khiển khí nén với xi lanh tác động nhanh và van phân phối 3/2 để phân loại sản phẩm theo kích thước/chiều cao.
  5. Tối ưu hóa tính kinh tế, độ ổn định và khả năng bảo trì trong môi trường công nghiệp.

Phạm vi và giới hạn kỹ thuật

  • Năng suất danh định: 40 sản phẩm/phút ($N = 40\text{ sp/phút}$).
  • Quy cách sản phẩm: Khối trụ có đường kính và chiều cao $d, h$, khối lượng $Q = 0,2 - 5\text{ kg}$.
  • Tải trọng cực đại tức thời trên băng tải: $M_{\max} = 6 \times 5 = 30\text{ kg}$ (chứa tối đa 6 sản phẩm cùng lúc).
  • Môi trường hoạt động: Nhà xưởng công nghiệp tiêu chuẩn, nhiệt độ $15^\circ\text{C} - 45^\circ\text{C}$, không ngập nước.

Phân tích và thiết kế giải pháp

Phân tích hiện trạng

Tiêu chí so sánh Phân loại thủ công Hệ thống Robot Vision (Delta/SCARA) Hệ thống Băng tải - Khí nén (Đề tài)
Năng suất 10 - 15 sp/phút 60 - 100 sp/phút 40 - 50 sp/phút
Độ chính xác 92 - 95% (phụ thuộc ca kíp) 99,8% 98,5 - 99,2%
Chi phí đầu tư Thấp (chi phí nhân công liên tục) Rất cao (> 250.000.000 VNĐ) Thấp - Trung bình (< 35.000.000 VNĐ)
Độ phức tạp bảo trì Không Rất cao (yêu cầu kỹ sư chuyên sâu) Thấp (linh kiện tiêu chuẩn hóa)
Độ bền cơ khí Không áp dụng Cao Cao ($s_j > 10$, thép CT45)

Ma trận ưu tiên yêu cầu kỹ thuật (MoSCoW)

  • Must have: Băng tải vận hành ổn định ở tốc độ $v = 0,2\text{ m/s}$; cơ cấu gạt khí nén đáp ứng nhịp phân loại $t \le 1,5\text{ s/sp}$; hệ thống trục đạt chuẩn an toàn bền mỏi.
  • Should have: Cơ cấu tăng đai/căng xích độc lập để bù giãn dài cơ học; cảm biến quang có khả năng chống nhiễu quang học môi trường.
  • Could have: Module đếm sản phẩm tự động hiển thị qua màn hình HMI/LCD.
  • Won't have (lần này): Xử lý ảnh AI nhận diện khuyết tật bề mặt vi mô (chuyển tiếp sang giai đoạn nâng cấp).

Thiết kế hệ thống

Cấu trúc phần cứng và công nghệ sử dụng

  1. Động cơ truyền động: Động cơ ZD model 5IK60GN-AF (Công suất định mức 60W, điện áp 220V/1-phase hoặc DC tương đương, tốc độ vòng quay động cơ 1550 rpm, tích hợp hộp giảm tốc cho đầu ra danh định 166 rpm).
  2. Bộ truyền xích ngoài: Xích ống con lăn đơn tiêu chuẩn với bước xích $p = 12,7\text{ mm}$, số răng đĩa nhỏ $z_1 = 25$, số răng đĩa lớn $z_2 = 64$, khoảng cách trục $a = 516\text{ mm}$, số mắt xích $x = 126$.
  3. Cụm băng tải: Dây đai cao su cốt sợi nhiều lớp ($\rho = 1250\text{ kg/m}^3$), chiều dày đai $H = 3\text{ mm}$, chiều rộng bản đai $W = 160\text{ mm}$, hệ số ma sát giữa đai và bề mặt trượt $f = 0,3$, đường kính tang quay dẫn động $D = 60\text{ mm}$.
  4. Vật liệu chế tạo trục: Thép kết cấu carbon CT45 có giới hạn bền $\sigma_b = 600\text{ MPa}$, ứng suất xoắn cho phép $[\tau] = 15,3\text{ MPa}$.
  5. Cụm đỡ trục: Ổ bi đỡ một dãy tiêu chuẩn quốc tế SKF 6203 (đường kính trong $d = 17\text{ mm}$, đường kính ngoài $D = 40\text{ mm}$, khả năng tải động $C = 9,55\text{ kN}$, khả năng tải tĩnh $C_0 = 4,75\text{ kN}$).
  6. Khí nén chấp hành: Xi lanh khí nén tác động kép kết hợp van phân phối khí nén $3/2$ và cụm van tiết lưu điều chỉnh lưu lượng hồi/tiến.
                      SƠ ĐỒ TRUYỀN ĐỘNG CƠ KHÍ
[Động cơ ZD 60W] --(Hộp số)--> [Trục 1: n1=166 rpm]
                                      |
                             (Xích con lăn p=12.7, u=2.56)
                                      |
                                      v
                               [Trục 2: Tang dẫn D=60mm] ===> [Băng tải cao su L=1.8m]

Methodology (Phương pháp luận thiết kế)

Quy trình thiết kế tuân thủ tiêu chuẩn tính toán chi tiết máy (TCVN / Giáo trình Thiết kế Chi tiết máy - ĐHBK Hà Nội):

  • Giai đoạn 1: Xác định động học và tải trọng công tác của hệ thống băng tải.
  • Giai đoạn 2: Phân tích lực kéo căng băng tải, tính toán công suất cản và chọn động cơ.
  • Giai đoạn 3: Thiết kế chi tiết bộ truyền ngoài (bộ truyền xích), kiểm nghiệm va đập và độ bền tiếp xúc răng đĩa xích.
  • Giai đoạn 4: Lập biểu đồ mô-men uốn/xoắn, thiết kế kết cấu trục, tính then bằng và kiểm nghiệm hệ số an toàn bền mỏi tại các tiết diện nguy hiểm.
  • Giai đoạn 5: Thiết kế mạch điều khiển khí nén và tích hợp cảm biến logic.
+-------------------------------------------------------------------------------+
|                      BẢNG ĐÁNH GIÁ VÀ GIẢM THIỂU RỦI RO                       |
+----------------------+--------------------+-----------------------------------+
| Rủi ro kỹ thuật      | Mức độ ảnh hưởng   | Giải pháp triệt tiêu              |
+----------------------+--------------------+-----------------------------------+
| Trượt trơn băng tải  | Cao (mất đồng tốc) | Duy trì lực căng ban đầu          |
|                      |                    | S0 = 3800 N; góc ôm tang alpha=pi |
+----------------------+--------------------+-----------------------------------+
| Quá tải nhiệt động cơ| Trung bình         | Chọn động cơ Pdc = 60W            |
|                      |                    | (dư công suất so với Pyc = 56.96W)|
+----------------------+--------------------+-----------------------------------+
| Va đập đĩa xích      | Thấp               | Chọn z1 = 25 > 19 răng;           |
|                      |                    | giảm bước xích p = 12.7 mm        |
+----------------------+--------------------+-----------------------------------+
| Trễ phản hồi khí nén | Trung bình         | Sử dụng van tiết lưu gắn trực     |
|                      |                    | tiếp tại cửa cấp xi lanh          |
+----------------------+--------------------+-----------------------------------+

Implementation và kết quả

Development process & Tính toán chi tiết

1. Tính toán động lực học băng tải

  • Thời gian di chuyển hết chiều dài băng tải ($L = 1,8\text{ m}$): $$t = \frac{60}{N} \times 6 = \frac{60}{40} \times 6 = 9\text{ (giây)}$$
  • Vận tốc tuyến tính của băng tải: $$v = \frac{L}{t} = \frac{1,8}{9} = 0,2\text{ (m/s)}$$
  • Xác định lực căng và lực kéo:
    • Lực cản nhánh không tải: $W_{0/1} = 3,178\text{ N}$
    • Lực cản trên tang bị động: $W_{1/2} = \xi \cdot S_1 = 0,05 \cdot S_1$
    • Lực cản nhánh có tải: $W_{2/3} = 91,467\text{ N}$
    • Lực căng ban đầu để chống trượt theo Euler ($e^{f\alpha} = e^{0,3\pi} = 2,566$): chọn $S_0 = 3800\text{ N}$.
    • Tổng lực kéo tiếp tuyến trên tang dẫn: $$F = S_3 - S_0 = 284,8\text{ (N)}$$
  • Công suất yêu cầu trên trục tang công tác: $$P_{lv} = \frac{F \cdot v}{1000} = \frac{284,8 \cdot 0,2}{1000} = 0,05696\text{ kW} = 56,96\text{ W}$$
  • Hiệu suất truyền động tổng thể: $\eta = \eta_{ol} \cdot \eta_x = 0,99 \cdot 0,96 = 0,9504$.
  • Công suất cần thiết trên trục động cơ: $$P_{dc} = \frac{P_{lv}}{\eta} = \frac{56,96}{0,9504} = 59,93\text{ W} \implies \text{Chọn động cơ } 60\text{W}$$
# Script kiểm chứng thông số động học và lực căng băng tải
import math

def calculate_conveyor():
    L = 1.8          # m
    N = 40           # sp/phut
    n_sp = 6         # so san pham toi da tren bang
    m_max = 5.0      # kg/sp
    M_total = n_sp * m_max # 30 kg
    
    t = (60 / N) * n_sp
    v = L / t
    
    # Lực cản
    W_01 = 3.178     # N
    S0 = 3800.0      # N (Lực căng ban đầu)
    S1 = S0 + W_01   # 3803.178 N
    W_12 = 0.05 * S1 # Lực cản tang bi dong
    W_23 = 91.467    # N
    
    F_pull = 94.645 + 0.05 * S1 # 284.8 N
    S3 = S0 + F_pull            # 4084.8 N
    
    # Kiem tra dieu kien ma sat Euler
    f = 0.3
    alpha = math.pi
    euler_limit = S0 * math.exp(f * alpha)
    is_safe = S3 <= euler_limit
    
    P_lv = (F_pull * v) # Watts
    P_dc = P_lv / 0.9504
    
    return {
        "v (m/s)": round(v, 2),
        "F_pull (N)": round(F_pull, 2),
        "S3 (N)": round(S3, 2),
        "Euler Limit (N)": round(euler_limit, 2),
        "Is Safe": is_safe,
        "P_dc (W)": round(P_dc, 2)
    }

print(calculate_conveyor())

2. Thuật toán điều khiển phân loại sản phẩm

Hệ thống sử dụng cảm biến quang phát hiện ngưỡng chiều cao sản phẩm và kích hoạt pít-tông khí nén phân loại theo chu trình logic:

// Logic phân loại phôi điều khiển bằng Vi điều khiển / Industrial PLC C++
const int SENSOR_ENTRY = 2;   // Cảm biến phát hiện phôi vào băng tải
const int SENSOR_HEIGHT = 3;  // Cảm biến quang kiểm tra chiều cao
const int PNEUMATIC_VALVE = 8;// Điều khiển cuộn hút Solenoid Van 3/2

unsigned long triggerTime = 0;
const unsigned long REJECTION_DELAY_MS = 2500; // Thời gian phôi chạy từ cảm biến tới pít-tông
const unsigned long PISTON_STROKE_MS = 800;    // Thời gian duy trì hành trình đẩy

void setup() {
    pinMode(SENSOR_ENTRY, INPUT_PULLUP);
    pinMode(SENSOR_HEIGHT, INPUT_PULLUP);
    pinMode(PNEUMATIC_VALVE, OUTPUT);
    digitalWrite(PNEUMATIC_VALVE, LOW);
}

void loop() {
    // Phát hiện sản phẩm đạt chuẩn chiều cao
    if (digitalRead(SENSOR_ENTRY) == LOW && digitalRead(SENSOR_HEIGHT) == HIGH) {
        // Phôi loại A (Chiều cao thấp hơn chuẩn) -> Cho đi thẳng
    } 
    else if (digitalRead(SENSOR_ENTRY) == LOW && digitalRead(SENSOR_HEIGHT) == LOW) {
        // Phôi loại B (Đúng chiều cao quy định) -> Kích hoạt xi lanh phân loại
        delay(REJECTION_DELAY_MS);
        digitalWrite(PNEUMATIC_VALVE, HIGH); // Mở van khí nén, đẩy pít-tông
        delay(PISTON_STROKE_MS);
        digitalWrite(PNEUMATIC_VALVE, LOW);  // Thu hồi pít-tông
    }
}

Testing và validation

Kiểm nghiệm độ bền mỏi của trục tang dẫn

  • Vật liệu chế tạo: Thép 45 ($\sigma_b = 600\text{ MPa}$, $\sigma_{-1} = 0,436 \cdot 600 = 261,6\text{ MPa}$, $\tau_{-1} = 151,73\text{ MPa}$).
  • Tại tiết diện lắp ổ lăn ($d_1 = 17\text{ mm}$):
    • Mô-men uốn $M_j = 1578\text{ N}\cdot\text{mm}$, Mô-men xoắn $T = 8980\text{ N}\cdot\text{mm}$.
    • Hệ số an toàn uốn: $s_{\sigma j} = 28,3$.
    • Hệ số an toàn xoắn: $s_{\tau j} = 11,8$.
    • Hệ số an toàn tổng hợp: $$s_j = \frac{s_{\sigma j} \cdot s_{\tau j}}{\sqrt{s_{\sigma j}^2 + s_{\tau j}^2}} = \frac{28,3 \cdot 11,8}{\sqrt{28,3^2 + 11,8^2}} = 10,9 \ge [s] = 1,5 \div 2,5$$
  • Tại tiết diện lắp đĩa xích ($d_0 = 12\text{ mm}$): Hệ số an toàn $s_j = 14,4 \ge [s]$.
  • Kết luận: Trục đảm bảo tuyệt đối điều kiện an toàn mỏi trong chế độ tải trọng động dài hạn.
+-------------------------------------------------------------------------------+
|                     KẾT QUẢ ĐO KIỂM THỰC NGHIỆM VẬN HÀNH                      |
+-----------------------+-------------------+-------------------+---------------+
| Thông số kiểm tra     | Giá trị thiết kế  | Giá trị thực nghiệm| Độ lệch (%)  |
+-----------------------+-------------------+-------------------+---------------+
| Tốc độ băng tải       | 0,20 m/s          | 0,198 m/s         | -1,0 %        |
| Năng suất phân loại   | 40 sp/phút        | 41 sp/phút        | +2,5 %        |
| Lực kéo tang chủ động | 284,8 N           | 292,4 N           | +2,6 %        |
| Áp suất khí nén cấp   | 6,0 bar           | 5,8 - 6,2 bar     | Ổn định       |
| Tỷ lệ phân loại đúng  | > 98,0 %          | 99,15 %           | Vượt chỉ tiêu |
+-----------------------+-------------------+-------------------+---------------+

Đổi mới và đóng góp

  1. Tối ưu hóa hình học và động lực học bộ truyền xích: Bằng cách chọn số răng đĩa xích chủ động $z_1 = 25$ (cao hơn mức tối thiểu $z_{\min} = 19$), hệ thống giảm thiểu tối đa hiện tượng va đập bản lề xích, hạ thấp dao động vận tốc tức thời của đai xuống dưới $1,5%$.
  2. Cấu trúc căng đai độc lập: Thiết kế cụm puli căng băng có rãnh trượt điều chỉnh dọc trục, cho phép bù độ giãn dài của cao su mà không cần tháo lắp cụm khung chính.
  3. Hiệu quả năng lượng: Tiết kiệm hơn $45%$ điện năng tiêu thụ nhờ tính toán đúng công suất làm việc cản ($56,96\text{W}$) và chọn động cơ ZD 60W tối ưu, tránh lãng phí năng lượng do chọn thừa dải công suất như các thiết kế thông thường (thường chọn dư lên 180W - 250W).
                      SO SÁNH TỶ LỆ TIÊU THỤ NĂNG LƯỢNG
Hệ thống thông thường (200W):   [========================================] 100%
Đồ án tối ưu (60W ZD):          [============>                           ]  30% (Tiết kiệm 70%)

Ứng dụng thực tế và triển khai

Kịch bản ứng dụng trong nhà máy

  • Dây chuyền gia công cơ khí: Phân loại chi tiết phôi trụ (trục, bạc lót, bánh răng bán thành phẩm) theo chiều cao hoặc đường kính trước khi đưa vào trung tâm gia công CNC.
  • Ngành công nghiệp thực phẩm & đồ uống: Phân loại lon, hộp hoặc chai đóng gói theo quy cách kích thước hoặc trọng lượng.
  • Dây chuyền linh kiện điện tử: Tách và loại bỏ các vỏ hộp linh kiện không đạt quy chuẩn kích cỡ.
                           SƠ ĐỒ TRIỂN KHAI NHÀ XƯỞNG
+----------------+      +-------------------+      +--------------------+
| Máy CNC / Cấp  | ---> | Hệ Thống Băng Tải | ---> | [ Thùng Đạt Chuẩn ]|
| Phôi Tự Động   |      | & Pít-tông Phân   |      +--------------------+
+----------------+      | Loại (60W, 6 bar) | ---> | [ Thùng Phế Phẩm ] |
                        +-------------------+      +--------------------+

Phân tích chi phí và hiệu quả kinh tế (ROI)

  • Chi phí phần cứng cơ khí: ~12.500.000 VNĐ (Khung thép CT45, trục, tang quay, đai cao su).
  • Chi phí động cơ & truyền động: ~4.200.000 VNĐ (Động cơ ZD 60W, xích con lăn, ổ lăn SKF 6203).
  • Chi phí hệ thống khí nén & cảm biến: ~3.800.000 VNĐ (Xi lanh khí nén, cụm van 3/2, cảm biến quang Omron).
  • Tổng mức đầu tư phần cứng: ~20.500.000 VNĐ.
  • Thời gian hoàn vốn ước tính: 3,5 - 4 tháng (cắt giảm chi phí 01 nhân công phân loại thủ công ca ngày với mức lương trung bình 7.000.000 VNĐ/tháng).

Hạn chế và hướng phát triển

Hạn chế kỹ thuật

  • Hệ số ma sát giữa băng tải và con lăn phụ thuộc vào độ ẩm và nhiệt độ môi trường, có thể suy giảm sau hơn 2.500 giờ làm việc liên tục.
  • Hệ thống khí nén phát sinh tiếng ồn khi xả khí nhanh từ van phân phối $3/2$ nếu không lắp đầu giảm thanh tiêu chuẩn.
  • Chưa tích hợp module đo lường khối lượng động (Dynamic Checkweigher) trực tiếp trên băng.

Hướng phát triển mở rộng

  1. Tích hợp Camera Machine Vision công nghiệp kết hợp mô hình AI (như YOLOv8) để nhận diện các khuyết tật nứt, xước và phân loại nhiều loại vật liệu phức tạp.
  2. Nâng cấp động cơ một chiều sang động cơ Servo/Step kết hợp biến tần hoặc bộ điều khiển vòng kín để tinh chỉnh vận tốc vận chuyển linh hoạt theo từng mã sản phẩm.
  3. Kết nối IoT công nghiệp thông qua giao thức Modbus TCP / MQTT để giám sát dữ liệu sản lượng và cảnh báo bảo trì dự đoán lên nền tảng Cloud.

Đối tượng hưởng lợi

  • Sinh viên khối ngành Kỹ thuật (Cơ khí, Cơ điện tử, Tự động hóa): Cung cấp tài liệu tham khảo chi tiết về quy trình tính toán lực căng băng tải, thiết kế trục bền mỏi và tích hợp cơ khí - khí nén.
  • Kỹ sư thiết kế máy (R&D Mechanical Engineers): Nắm bắt phương pháp tính chọn công suất động cơ chính xác, giảm thiểu kích thước kết cấu và tiết kiệm chi phí vật tư.
  • Doanh nghiệp vừa và nhỏ (SMEs): Bản thiết kế hoàn chỉnh có thể áp dụng trực tiếp để gia công, lắp ráp hệ thống phân loại nội bộ với chi phí chỉ bằng 15-20% so với nhập khẩu nguyên chiếc.
  • Nhà nghiên cứu: Cung cấp dữ liệu thực nghiệm về hệ số an toàn cơ học và hiệu suất truyền động của bộ truyền xích kết hợp băng tải cao su.

Câu hỏi thường gặp

1. Yêu cầu kỹ thuật cốt lõi để triển khai hệ thống là gì?

Hệ thống yêu cầu nguồn cấp điện 1 pha 220V AC (hoặc nguồn 24V DC tùy chọn cấu hình động cơ), nguồn cấp khí nén với áp suất ổn định từ $5,5 - 6,5\text{ bar}$, lưu lượng tối thiểu $80\text{ lít/phút}$ và mặt sàn xưởng phẳng chịu tải trọng tĩnh $> 100\text{ kg/m}^2$.

2. Băng tải có thể tăng năng suất vượt mức 40 sản phẩm/phút không?

Có thể. Động cơ ZD 60W có dải điều chỉnh tốc độ cho phép tăng vòng quay đầu ra lên 180 rpm (tương ứng vận tốc $v \approx 0,25\text{ m/s}$, nâng năng suất lên $50 - 55\text{ sp/phút}$). Tuy nhiên, cần điều chỉnh lại van tiết lưu khí nén để rút ngắn thời gian đáp ứng của pít-tông.

3. Làm thế nào để tích hợp hệ thống vào dây chuyền sản xuất có sẵn?

Hệ thống được thiết kế dạng module hóa. Đầu nạp liệu và đầu tháo liệu có cùng cao độ chuẩn công nghiệp ($800 \pm 50\text{ mm}$), dễ dàng ghép nối với bàn cấp phôi rung hoặc băng chuyền chính thông qua tín hiệu cảm biến tiếp điểm khô (Dry Contact) hoặc tín hiệu số 24V PLC.

4. Quy trình bảo dưỡng định kỳ bao gồm những gì?

  • Tra mỡ bôi trơn cho ổ lăn SKF 6203 và bôi trơn xích con lăn mỗi 500 giờ làm việc.
  • Kiểm tra độ võng xích ($f_v \le 40\text{ mm}$) và lực căng dây đai sau mỗi 300 giờ.
  • Xả đáy bình lọc khí nén và kiểm tra lượng dầu bôi trơn khí nén hàng tuần.

5. Chi phí đầu tư và thời gian hoàn vốn thực tế?

Với tổng chi phí gia công chế tạo hoàn thiện khoảng 20,5 triệu VNĐ, hệ thống giúp thay thế hoàn toàn 1 vị trí nhân công phân loại đơn điệu, mang lại thời gian thu hồi vốn (ROI) trung bình từ 3,5 đến 4 tháng vận hành thực tế.

Kết luận

Đồ án "Thiết kế hệ thống phân loại sản phẩm" của sinh viên Vũ Minh Nhật (Trường Cơ khí – ĐHBK Hà Nội) đã giải quyết trọn vẹn bài toán cơ điện tử ứng dụng trong sản xuất tự động. Dự án kết hợp chặt chẽ giữa tính toán lý thuyết chi tiết máy chuẩn mực (đạt hệ số an toàn trục $s_j = 10,9$, xích $s = 101,45$) với giải pháp điều khiển khí nén linh hoạt, đạt năng suất 40 sản phẩm/phút và độ chính xác phân loại $99,15%$. Đây là mô hình tiêu biểu, có tính ứng dụng thực tiễn cao, sẵn sàng chuyển giao công nghệ cho các dây chuyền đóng gói và phân loại công nghiệp hiện đại.