Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu

Trong bối cảnh sản xuất công nghiệp, việc nâng cao chất lượng, đa dạng hóa sản phẩm và tối ưu hóa giá thành là chiến lược cạnh tranh then chốt của các doanh nghiệp. Đối với ngành công nghiệp chế biến thực phẩm, đặc biệt tại Công ty Kỹ Nghệ Thực Phẩm Việt Nam – VIFON (trực thuộc Bộ Công Nghiệp), nhu cầu đóng gói và bảo quản các sản phẩm như mì ăn liền, phở ăn liền, bún ăn liền, bột canh, tương ớt đóng vai trò quyết định đến khả năng lưu thông và tiếp cận thị trường. Bao bì carton 3 lớp là giải pháp đóng gói phổ biến nhờ các đặc tính kỹ thuật: khối lượng riêng nhẹ (khoảng $50\text{ kg/m}^3$), lớp sóng hình sin ở giữa tạo tính đàn hồi và khả năng chịu va đập cơ học, bề mặt thuận tiện cho in ấn thương hiệu, vật liệu thân thiện với môi trường và có khả năng tái chế.

Để chủ động nguồn cung và nâng cao năng suất bao bì, đề tài tập trung giải quyết bài toán: "Thiết kế dây chuyền sản xuất bìa Carton 3 lớp", trong đó xác định "Tạo sóng và xếp lớp" là khâu cốt lõi nhất cần đi sâu nghiên cứu và tính toán thiết kế.

Nhiệm vụ nghiên cứu cụ thể của đề tài bao gồm:

  1. Nghiên cứu tổng quan về cấu tạo bìa carton 3 lớp và quy trình công nghệ sản xuất từ 3 cuộn giấy nguyên liệu.
  2. Phân tích, lựa chọn phương án công nghệ tối ưu cho cụm máy tạo sóng, xếp lớp; xác định vận tốc làm việc và phân phối tỉ số truyền cho các hệ dẫn động.
  3. Tính toán thiết kế động lực học chi tiết: công suất cản, chọn động cơ điện, thiết kế các bộ truyền đai, trục vít – bánh vít, bánh răng trụ, hệ thống kéo giấy, kết cấu trục và ổ lăn.
  4. Tính toán hệ thống cấp nhiệt sấy cho các lô cán sóng và dàn sấy carton 3 lớp.
  5. Thiết kế hệ thống điều khiển tự động: đếm năng suất, cảm biến quang ("Mắt Thần") định vị cử cắt tấm, và hệ thống đo - điều khiển nhiệt độ.
  6. Xây dựng quy trình vận hành, căn chỉnh và bảo dưỡng dây chuyền.

Đối tượng và phạm vi nghiên cứu:

  • Đối tượng nghiên cứu: Cơ cấu cơ khí, hệ thống truyền động, hệ thống nhiệt và mạch điều khiển của dây chuyền sản xuất bìa carton 3 lớp (khổ rộng làm việc $\ge 1200\text{ mm}$).
  • Phạm vi không gian và công nghệ: Thiết bị gia công bìa carton phục vụ đóng gói thực phẩm tại doanh nghiệp sản xuất, tiếp nhận nguyên liệu giấy cuộn từ Nhà máy giấy Đồng Nai.
  • Năng suất định mức thiết kế: $4800\text{ m/ca}$ (tương ứng ca làm việc $8\text{ giờ}$, vận tốc đường $V = 10\text{ m/phút}$).

Cơ sở lý thuyết và phương pháp

Đề tài kết hợp lý thuyết tính toán thiết kế máy truyền thống với kỹ thuật điều khiển cơ điện tử:

  • Cơ sở lý thuyết cơ học và chi tiết máy: Áp dụng phương pháp tính toán sức bền vật liệu, tính toán độ bền tiếp xúc mặt răng ($\sigma_H$), độ bền uốn chân răng ($\sigma_F$), độ bền mỏi của trục theo hệ số an toàn $[S]$, kiểm nghiệm độ bền tĩnh khi quá tải ($\sigma_{t\text{đ}}$) và tính toán tải trọng động/tĩnh của ổ lăn theo tiêu chuẩn tính toán máy công nghiệp.
  • Lý thuyết nhiệt và truyền nhiệt: Mô hình hóa quá trình truyền nhiệt dẫn nhiệt và đối lưu từ nguồn điện trở bên trong lòng lô rỗng qua vỏ kim loại và truyền sang lớp giấy carton trong quá trình ép tạo sóng và dán dính lớp hồ.
  • Lý thuyết cảm biến và điều khiển cơ điện tử: Nguyên lý chuyển đổi tín hiệu quang - điện của cảm biến tiệm cận quang học (thu - phát trực tiếp, phản xạ, khuếch tán) để điều khiển cơ cấu cắt tấm chính xác; nguyên lý đo tốc độ bằng máy phát tốc và đo nhiệt độ bằng cặp nhiệt/bán dẫn.

Phương pháp nghiên cứu thực tế:

  • Phương pháp phân tích - so sánh lựa chọn phương án sơ đồ động học máy.
  • Phương pháp giải tích tính toán kỹ thuật chi tiết máy dựa trên sổ tay thiết kế cơ khí.
  • Phương pháp thực nghiệm xác định thông số công nghệ (lực cản cuộn giấy, lực ép tạo sóng, nhiệt độ sấy keo hồ).

Nguồn dữ liệu: Số liệu tiêu chuẩn chi tiết máy, thông số kỹ thuật động cơ điện công nghiệp, tiêu chuẩn giấy cuộn từ Nhà máy giấy Đồng Nai và khảo sát thực tế tại dây chuyền sản xuất của VIFON.

Thiết kế và triển khai

So sánh và lựa chọn phương án bố trí cụm tạo sóng - xếp lớp

Tác giả đưa ra 2 phương án bố trí cụm tạo sóng và xếp lớp để phân tích, đánh giá:

Tiêu chí so sánh Phương án 1 (Trục đứng) Phương án 2 (Lô 1 đặt nghiêng)
Bố trí hình học 2 lô tạo sóng (1), (2) và lô trơn (3) bố trí thẳng đứng; cụm bôi hồ (6), (7) nằm ngang Lô tạo sóng (1) đặt nghiêng một góc so với trục thẳng đứng
Kích thước & Không gian Chiều cao máy lớn hơn Kích thước máy nhỏ gọn, giảm chiều cao lắp đặt
Bộ dẫn hướng giấy Bắt buộc có bộ dẫn hướng (4), (5) Có thể loại bỏ bộ dẫn hướng giấy
Chế tạo & Căn chỉnh Kết cấu đơn giản, dễ gia công, dễ căn chỉnh khe hở trục Khó chế tạo, rất khó căn chỉnh khoảng cách trục chính xác
Độ tin cậy sản phẩm Dễ kiểm soát chất lượng bước sóng của bìa Dễ dẫn đến sai lệch bước sóng, chất lượng sản phẩm không ổn định

Lựa chọn: Tác giả quyết định chọn Phương án 1 làm giải pháp thiết kế chính nhờ tính khả thi công nghệ cao, kết cấu dễ bảo dưỡng, sửa chữa và dễ dàng điều chỉnh khe hở giữa các lô cán sóng.

Tính toán động học và chọn động cơ truyền động

Hệ thống bao gồm hai trạm dẫn động chính độc lập: cụm tạo sóng - xếp lớp và hệ thống kéo giấy.

Thông số kỹ thuật Khâu tạo sóng, xếp lớp (bìa 2 lớp) Hệ thống kéo giấy
Vận tốc làm việc ($V$) $10\text{ m/phút}$ $10\text{ m/phút}$
Lực cản tổng ($W_t$) $3941\text{ N}$ $1270\text{ N}$
Hiệu suất trạm dẫn ($\eta$) $0,64$ ($\eta_{\text{đai}}=0,96; \eta_{\text{trục vít}}=0,70; \eta_{\text{bánh răng}}=0,95$) $0,43$ ($\eta_1=0,78; \eta_2=0,60; \eta_3=0,94; \eta_4=0,96$)
Công suất tính toán ($N_{\text{đc}}$) $1,03\text{ kW}$ $0,49\text{ kW}$
Động cơ lựa chọn 4AX90L4Y3 4A80B4Y3
Công suất định mức động cơ $2,2\text{ kW}$ $1,5\text{ kW}$
Số vòng quay định mức $1420\text{ vòng/phút}$ $1400\text{ vòng/phút}$
Tỉ số truyền chung ($i_{\text{chung}}$) $116,9$ $46,2$
Phân phối tỉ số truyền $i_{\text{đai}} = 1,0$; $i_{\text{HGT}} = 35,0$; $i_{\text{bánh răng}} = 3,34$ $u_{\text{đai}} = 1,0$; $u_{\text{HGT}} = 35,0$; $u_{\text{xích}} = 1,32$

Tính toán các bộ truyền cơ khí chính

  1. Bộ truyền đai thang (Khâu tạo sóng):

    • Loại đai: Đai thang thường loại A ($b_t = 11\text{ mm}, b = 13\text{ mm}, h = 8\text{ mm}, y_0 = 2,8\text{ mm}, A = 81\text{ mm}^2$).
    • Đường kính bánh đai: $d_1 = d_2 = 140\text{ mm}$ (đường kính ngoài $d_a = 146,6\text{ mm}$).
    • Chiều dài đai: $L = 1400\text{ mm}$; Khoảng cách trục: $a_w = 480\text{ mm}$.
    • Vận tốc đai: $v = 10,4\text{ m/s}$; Góc ôm bánh đai: $\alpha_1 = 180^\circ$; Bề rộng bánh đai: $B = 50\text{ mm}$.

  2. Bộ truyền trục vít – bánh vít (Hộp giảm tốc khâu tạo sóng):

    • Vật liệu: Trục vít bằng thép C45 tôi đạt độ cứng $\text{HRC} \ge 45$; Bánh vít bằng đồng thanh thiếc kẽm chì CuSn5Zn5Pb5 (ĐBr 5-5-5).
    • Thông số hình học: Tỉ số truyền $u = 35$, số đầu mối ren $Z_1 = 1$, số răng bánh vít $Z_2 = 35$, môđun dọc $m = 8\text{ mm}$, hệ số đường kính $q = 11$.
    • Kích thước: Khoảng cách trục $a_w = 184\text{ mm}$, góc vít $\gamma = 5,14^\circ$, đường kính chia $d_1 = 88\text{ mm}, d_2 = 280\text{ mm}$, bề rộng vành răng bánh vít $b_2 = 78\text{ mm}$.
    • Kiểm nghiệm ứng suất: Ứng suất tiếp xúc $\sigma_H = 117\text{ MPa} < [\sigma_H] = 150\text{ MPa}$; Ứng suất uốn $\sigma_F = 5,4\text{ MPa} < [\sigma_F] = 38,07\text{ MPa}$.

  3. Bộ truyền bánh răng trụ hở (Cặp bánh răng 1 và 2):

    • Vật liệu: Thép 45 tôi cải thiện (Bánh nhỏ HB 250, bánh lớn HB 235).
    • Thông số ăn khớp: $m = 5\text{ mm}$, góc nghiêng $\beta = 0^\circ$ (răng thẳng), góc ăn khớp $\alpha_w = 20^\circ$.
    • Số răng: $Z_1 = 19$, $Z_2 = 63$; Khoảng cách trục $a_w = 205\text{ mm}$.
    • Đường kính chia: $d_1 = 95\text{ mm}, d_2 = 315\text{ mm}$; Đường kính đỉnh: $d_{a1} = 105\text{ mm}, d_{a2} = 325\text{ mm}$.
    • Chiều rộng vành răng: $B_1 = 80\text{ mm}, B_2 = 60\text{ mm}$.
    • Lực tác dụng ăn khớp: Lực vòng $F_{t1} = F_{t2} = 7824\text{ N}$; Lực hướng tâm $F_{r1} = F_{r2} = 2848\text{ N}$; Lực dọc trục $F_a = 0$.

  4. Trục chính và kết cấu lô cán sóng (Trục 2):

    • Vật liệu: Thép C45 ($\sigma_b = 600\text{ MPa}, \sigma_{\text{ch}} = 340\text{ MPa}$).
    • Kích thước hình học: Chiều dài làm việc của lô cán $L = 1300\text{ mm}$ (đảm bảo khổ giấy $\ge 1200\text{ mm}$); Đường kính các lô: $D_1 = 216\text{ mm}, D_2 = 262\text{ mm}, D_3 = 262\text{ mm}$.
    • Đường kính các đoạn trục chính: $d_A = 95\text{ mm}, d_B = 100\text{ mm}, d_C = 140\text{ mm}, d_E = 100\text{ mm}$.
    • Kiểm nghiệm mỏi: Hệ số an toàn tại tiết diện nguy hiểm $B$ đạt $S_B = 9,13 > [S] = 2,0$; tại tiết diện $C$ đạt $S_C = 35,46 > [S] = 2,0$.
    • Kết cấu đặc biệt: Thân trục lô cán được thiết kế rỗng để bố trí dây điện trở đốt nóng quấn quanh lõi cách điện, thực hiện đồng thời hai chức năng: cán dập sóng và truyền nhiệt sấy khô giấy.

Nội dung chính theo từng chương

Chương 1: Tổng quan

Chương 1 trình bày lịch sử, vai trò của bao bì carton trong đóng gói hàng hóa tiêu dùng và thực phẩm xuất khẩu. Phân loại chi tiết các dạng bìa carton (3 lớp, 5 lớp, 7 lớp) và cấu tạo sóng sin. Quy trình công nghệ sản xuất bìa 3 lớp gồm các công đoạn liên hoàn: dẫn 3 cuộn giấy qua các lô sấy nhiệt -> lô bôi hồ quét keo lên đỉnh sóng -> ép dán lớp sóng với lớp mặt 1 tạo bìa 2 lớp -> bôi hồ tiếp tục lên mặt sóng còn lại -> ép dán với lớp mặt 2 tạo bìa 3 lớp -> đưa qua dàn sấy phẳng -> hệ thống "Mắt Thần" định vị và cắt tấm -> chấn gân, xén cạnh, ghim thành hộp. Đề tài xác định khâu tạo sóng và xếp lớp là trọng tâm nghiên cứu.

Chương 2: Thiết kế động học

Tác giả khảo sát 2 phương án bố trí động học cho cụm tạo sóng, phân tích ưu nhược điểm và chọn phương án 1 (bố trí trục đứng). Xác định vận tốc làm việc của cơ cấu chấp hành $V = 10\text{ m/phút}$ từ yêu cầu năng suất $4800\text{ m/ca}$. Tính toán toàn bộ lực cản chuyển động: lực cản ma sát ổ lăn các lô cán, lực ép dập sóng ($W_4 = 400\text{ N}$), lực cản quay cuộn giấy ($W_c = 480\text{ N}$ với trọng lượng cuộn giấy $P = 8000\text{ N}$). Thiết kế phanh đai hãm cuộn giấy (bánh đai gang $R_p = 100\text{ mm}$, đai cao su dày $50\text{ mm}$) để triệt tiêu quán tính và chống chùng giấy. Xác định công suất động cơ và phân phối tỉ số truyền chi tiết cho cả 2 hệ dẫn động (khâu tạo sóng và hệ thống kéo giấy lô nhám).

Chương 3: Thiết kế động lực học

Chương này thực hiện toàn bộ khối lượng tính toán chi tiết máy:

  • Xác định công suất, mômen xoắn và số vòng quay trên từng trục truyền động ($I, II, III$).
  • Tính toán thiết kế và kiểm nghiệm độ bền bộ truyền đai thang loại A, bộ truyền trục vít - bánh vít ($u=35, m=8$) và bộ truyền bánh răng trụ răng thẳng ($u=3,34, m=5$).
  • Tính toán thiết kế trục I và trục II hộp giảm tốc trục vít: vẽ biểu đồ mômen $M_x, M_y, T_z$, xác định đường kính các đoạn trục, kiểm nghiệm độ bền mỏi ($S_I = 2,108; S_{II} = 2,28$), kiểm nghiệm độ bền tĩnh quá tải ($\sigma_{t\text{đ}} < 272\text{ MPa}$), tính chọn then bằng và kiểm nghiệm bền dập, bền cắt của then.
  • Tính chọn ổ đũa côn đỡ chặn (mã hiệu 7605 cho trục I hộp giảm tốc) chịu lực hướng tâm và lực dọc trục lớn ($F_a = 2810\text{ N}$).
  • Thiết kế động lực học trục chính lô cán sóng (Trục 2): tính toán phản lực gối đỡ, vẽ biểu đồ mômen uốn - xoắn, xác định đường kính trục ($95 - 140\text{ mm}$), kiểm nghiệm bền mỏi tại các tiết diện lắp ghép có rãnh then và độ dôi.
  • Thiết kế hệ thống kéo giấy: tính toán bộ truyền xích ($u_{\text{xích}} = 1,32$), tính toán trục dẫn và cơ cấu lô nhám kéo giấy ($D = 105\text{ mm}, L = 1000\text{ mm}, P_{\text{nhám}} = 1$).
  • Quy định hệ thống dung sai lắp ghép và phương pháp bôi trơn ngâm dầu cho hộp giảm tốc.

Chương 4: Tính toán hệ thống nhiệt

Trình bày nguyên lý sấy khô hồ và làm cứng giấy bằng hệ thống điện trở gia nhiệt. Tính toán quá trình truyền nhiệt qua lớp giấy carton và truyền nhiệt qua thành vỏ trụ kim loại của các lô cán sóng (lô 1: $D_1 = 216\text{ mm}$; lô 2: $D_2 = 262\text{ mm}$; lô 3: $D_3 = 262\text{ mm}$). Tính toán cân bằng nhiệt và thông số công suất cấp nhiệt cho dàn sấy phẳng tấm carton 3 lớp sau khi dán ép hoàn thiện.

Chương 5: Thiết kế bộ phận điều khiển

Chương 5 xây dựng các khối chức năng tự động hóa trong dây chuyền:

  • Bộ đếm năng suất sản phẩm: Khảo sát nguyên lý của máy phát tốc một chiều, máy phát tốc xoay chiều và máy phát tốc quang học; phân tích khả năng ứng dụng đếm chiều dài giấy chạy qua dây chuyền.
  • Hệ thống điều chỉnh cử cắt bằng "Mắt Thần": Ứng dụng cảm biến tiệm cận điện - quang để định vị chính xác vị trí cắt tấm. Phân tích 3 phương pháp thu phát chùm sáng: truyền trực tiếp qua khe, truyền phản xạ và truyền khuếch tán để đưa ra giải pháp phát hiện vạch dấu trên bề mặt bìa giấy.
  • Hệ thống điều khiển và ổn định nhiệt độ: Phân tích các phương pháp đo nhiệt độ công nghiệp gồm cặp nhiệt ngẫu (thermocouple) và cảm biến bán dẫn (diode, transistor); lựa chọn phương án mạch đo và điều khiển đóng cắt cấp nguồn cho dàn điện trở sấy.

Chương 6: Vận hành và bảo dưỡng máy

Đưa ra các chỉ dẫn kỹ thuật trong vận hành: đấu nối an toàn hệ thống tủ điện động lực và điều khiển; quy trình căn chỉnh độ căng của giấy, khe hở ăn khớp giữa các lô cán sóng và lô bôi hồ; quy trình bảo dưỡng định kỳ (bôi trơn ổ bi, thay dầu hộp giảm tốc, vệ sinh cặn hồ bám trên lô cán); quy trình kiểm tra và sửa chữa sự cố kẹt giấy hoặc lệch bước sóng.

Chương 7: Kết luận

Tổng kết các nội dung kỹ thuật đã hoàn thành trong đề tài và định hướng phát triển nâng cấp dây chuyền.

Kết quả và đóng góp

Kết quả kỹ thuật đạt được

  • Hoàn thành bộ hồ sơ tính toán thiết kế cơ khí hoàn chỉnh cho dây chuyền sản xuất bìa carton 3 lớp với năng suất $4800\text{ m/ca}$ ($V = 10\text{ m/phút}$).
  • Tính toán đầy đủ thông số động học, động lực học và chọn động cơ chuẩn hóa:
    • Động cơ cụm tạo sóng: $4\text{AX}90\text{L}4\text{Y}3$ ($P = 2,2\text{ kW}, n = 1420\text{ vòng/phút}$).
    • Động cơ hệ kéo giấy: $4\text{A}80\text{B}4\text{Y}3$ ($P = 1,5\text{ kW}, n = 1400\text{ vòng/phút}$).
  • Thiết kế chi tiết các bộ truyền cơ khí: bộ truyền đai thang A ($L=1400\text{ mm}$), hộp giảm tốc trục vít - bánh vít ($u=35, a_w=184\text{ mm}$), bộ truyền bánh răng trụ hở ($u=3,34, a_w=205\text{ mm}$), bộ truyền xích ($u=1,32$).
  • Thiết kế kết cấu lô cán sóng rỗng tích hợp điện trở gia nhiệt bên trong, giải quyết đồng thời yêu cầu tạo hình bước sóng và làm khô hồ dán.
  • Kiểm nghiệm toàn bộ các tiết diện trục nguy hiểm đều thỏa mãn điều kiện an toàn về độ bền mỏi ($S \ge 2,108 > [S] = 2,0$) và độ bền tĩnh khi quá tải ($\sigma_{t\text{đ}} \le 42,94\text{ MPa} < 272\text{ MPa}$).
  • Đề xuất giải pháp điều khiển tự động hóa khâu cắt tấm bằng cảm biến quang học ("Mắt Thần") và đếm năng suất bằng máy phát tốc.

Đóng góp thực tiễn

Đề tài cung cấp giải pháp máy móc thực tế, kết cấu đơn giản, chi phí chế tạo thấp, chỉ cần $1 - 2$ công nhân vận hành, phù hợp với năng lực chế tạo cơ khí trong nước và đáp ứng yêu cầu tự chủ bao bì đóng gói cho doanh nghiệp thực phẩm như VIFON.

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

Hạn chế được ghi nhận

  • Hệ thống gia nhiệt cho các lô cán và dàn sấy sử dụng hoàn toàn bằng nguồn nhiệt điện trở, dẫn đến mức tiêu thụ điện năng lớn, làm tăng chi phí vận hành.
  • Phương án bố trí cụm tạo sóng trục đứng tuy dễ chế tạo nhưng chiếm không gian chiều cao lớn hơn so với phương án trục nghiêng.

Hướng phát triển đề tài

  • Nghiên cứu thay thế nguồn nhiệt điện trở bằng hệ thống cấp nhiệt hơi nước bão hòa (dùng nồi hơi công nghiệp) hoặc dầu truyền nhiệt để giảm chi phí năng lượng.
  • Nghiên cứu nâng cao mức độ tự động hóa cho cơ cấu điều chỉnh khe hở lô cán và tích hợp hệ thống tự động xếp chồng tấm carton sau khi cắt.

Giá trị tham khảo

Đồ án tốt nghiệp là tài liệu tham khảo có giá trị chuyên môn cao cho:

  • Sinh viên ngành Kỹ thuật Cơ khí, Cơ Điện Tử, Chế tạo máy: Tham khảo quy trình chuẩn về tính toán thiết kế máy công nghiệp, từ phân tích sơ đồ động học, tính toán công suất cản, chọn động cơ, phân chia tỉ số truyền đến thiết kế chi tiết máy (đai, trục vít, bánh răng, trục, then, ổ lăn).
  • Kỹ sư thiết kế thiết bị ngành bao bì giấy: Ứng dụng các công thức tính toán lực ép tạo sóng, lực cản cuộn giấy, kết cấu tích hợp nhiệt trong lô cán rỗng và phương pháp ứng dụng cảm biến quang học trong định vị cắt sản phẩm liên tục.

Câu hỏi thường gặp

1. Khâu nào được chọn làm trọng tâm nghiên cứu trong dây chuyền sản xuất bìa carton 3 lớp và lý do?
Khâu "Tạo sóng và xếp lớp" được chọn làm trọng tâm nghiên cứu và thiết kế vì đây là công đoạn cốt lõi hình thành nên kết cấu tấm carton 3 lớp (tạo hình sóng sin cho lớp giữa và liên kết dán với các lớp giấy mặt).

2. Tại sao tác giả lựa chọn phương án bố trí cụm tạo sóng theo trục đứng (Phương án 1) thay vì trục nghiêng (Phương án 2)?
Phương án 1 được lựa chọn vì có kết cấu đơn giản, dễ gia công chế tạo, thuận tiện cho việc căn chỉnh khoảng cách giữa các trục lô cán để đảm bảo chất lượng bước sóng đều, dễ bảo trì sửa chữa và chi phí chế tạo thấp hơn.

3. Vận tốc làm việc và loại động cơ được tính toán lựa chọn cho khâu tạo sóng là gì?
Vận tốc trung bình của máy đạt $V = 10\text{ m/phút}$ (tương ứng năng suất $4800\text{ m/ca } 8\text{ giờ}$). Động cơ được chọn là loại 4AX90L4Y3 với công suất định mức $P = 2,2\text{ kW}$, số vòng quay định mức $n = 1420\text{ vòng/phút}$.

4. Giải pháp gia nhiệt sấy khô giấy và keo hồ trên các lô cán sóng được thiết kế như thế nào?
Các lô cán sóng ($D_1=216\text{ mm}, D_2=262\text{ mm}, D_3=262\text{ mm}$) được chế tạo dạng hình trụ rỗng. Bên trong đặt hệ thống dây nhiệt điện trở quấn quanh trục cách điện để truyền nhiệt trực tiếp qua vỏ kim loại của lô sang lớp giấy trong quá trình dập sóng và ép dán.

5. Hệ thống "Mắt Thần" trong dây chuyền đảm nhiệm chức năng gì và sử dụng công nghệ nào?
Hệ thống "Mắt Thần" sử dụng các cảm biến tiếp cận điện - quang (quang điện) ứng dụng các phương pháp chùm sáng (truyền trực tiếp, phản xạ hoặc khuếch tán) để phát hiện vạch dấu hoặc mép giấy, từ đó phát tín hiệu điều khiển cơ cấu cắt bìa carton thành từng tấm đúng kích thước định sẵn một cách tự động.

Kết luận

Đồ án tốt nghiệp của sinh viên Nguyễn Đức Thịnh (ngành Cơ Điện Tử, Trường Đại học Bách Khoa TP.HCM) đã hoàn thành trọn vẹn nhiệm vụ tính toán thiết kế dây chuyền sản xuất bìa carton 3 lớp đạt năng suất $4800\text{ m/ca}$. Nghiên cứu đã giải quyết chi tiết các bài toán động học, động lực học chi tiết máy cho cụm tạo sóng và hệ thống kéo giấy, đồng thời đưa ra kết cấu lô cán tích hợp nhiệt điện trở và giải pháp cắt tấm tự động bằng cảm biến quang điện. Toàn bộ các bộ truyền, trục và ổ đỡ đều được kiểm nghiệm đạt độ bền theo tiêu chuẩn kỹ thuật, mang lại giá trị ứng dụng thực tiễn cao cho ngành chế tạo máy và công nghiệp sản xuất bao bì đóng gói.