Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu

Trong quy trình sản xuất công nghiệp và lưu thông hàng hóa hiện đại, khâu bao bì và đóng gói thành phẩm đóng vai trò then chốt nhằm bảo vệ sản phẩm, tạo điều kiện thuận lợi cho công tác kiểm tra, lưu kho và vận chuyển đường dài. Việc đóng thùng carton chứa hàng hóa đòi hỏi đáp ứng đồng thời các tiêu chí về số lượng lớn, tiến độ nhanh, độ bám dính chắc chắn và tính thẩm mỹ cao. Tuy nhiên, tại nhiều doanh nghiệp vừa và nhỏ, công đoạn gập mép và dán băng keo niêm phong miệng thùng carton vẫn được thực hiện thủ công hoặc sử dụng các dụng cụ cầm tay, dẫn đến năng suất lao động thấp, chất lượng đường dán không đồng đều và dễ xuất hiện bọt khí.

Trên thị trường Việt Nam đã có sự xuất hiện của các dòng máy dán thùng carton nhập khẩu từ các thương hiệu như MYKIO (Nhật Bản), WELLPACK (Đài Loan), DINGYE (Trung Quốc) với các model tiêu biểu:

  • WP-5050TB: Thích hợp cho thùng carton cao, kích cỡ thùng dài 150 mm, rộng 100–500 mm, cao 100–500 mm; tốc độ dán đạt 700–1200 thùng/giờ; sử dụng băng keo rộng 46–60 mm.
  • DINGYE FXJ 6050: Công suất 15 thùng/phút (tương đương 900 thùng/giờ), tốc độ băng tải 20 m/phút, kích thước thùng xử lý tối đa 500x600 mm, bề rộng băng keo 36–60 mm.
  • MK-AS823A: Tốc độ băng tải 18 m/phút, kích thước thùng tối đa W500xH500 mm, tối thiểu W150xH120 mm, công suất nguồn 0,18 kVA.

Mặc dù đa dạng, phần lớn các thiết bị trên thị trường thuộc phân khúc bán tự động hoặc có chi phí đầu tư tương đối cao. Nhằm giải quyết nhu cầu tự động hóa khâu đóng gói với chi phí hợp lý, đề tài "Thiết kế và chế tạo máy dán thùng carton tự động" được nhóm tác giả tại Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật TP. Hồ Chí Minh thực hiện.

Mục tiêu và nhiệm vụ nghiên cứu của đề tài được xác định cụ thể:

  1. Khảo sát cấu trúc, nguyên lý hoạt động của các hệ thống dán thùng carton thương mại và các cụm chấp hành khí nén, cơ cấu dẫn động băng tải, hệ thống điều khiển điện.
  2. Xác định các yêu cầu kỹ thuật đối với vật liệu bao bì (thùng carton 3 lớp sóng E) và vật liệu kết dính (băng keo OPP).
  3. Phân tích, so sánh 4 phương án bố trí động học dán băng keo và lựa chọn phương án thiết kế tối ưu cho mô hình.
  4. Tính toán động học, động lực học hệ thống dẫn động băng tải, xác định lực căng băng, lực kéo và lựa chọn động cơ điện cùng bộ truyền giảm tốc hai cấp.
  5. Thiết kế chi tiết cơ cấu dán cơ học tự lựa (các khâu bản lề, con lăn ép, cụm dao cắt và lò xo hoàn nguyên) nhằm đảm bảo chiều dài mép dán gập ở hai đầu thùng đạt chuẩn 70 mm.
  6. Thiết kế sơ đồ nguyên lý mạch điều khiển điện liên động và lập quy trình bảo trì, bảo dưỡng, vận hành thiết bị.

Đối tượng và phạm vi nghiên cứu:

  • Đối tượng nghiên cứu: Hệ thống cơ cấu dán băng keo tự động mặt trên thùng carton, hệ thống cấp phôi bằng băng tải hai bên thành thùng và hệ thống điều khiển điện - khí nén.
  • Phạm vi thông số làm việc:
    • Quy cách thùng carton: Chiều dài $b = 150 \div 300\text{ mm}$, chiều rộng $c = 150 \div 300\text{ mm}$, chiều cao $a = 150 \div 300\text{ mm}$, khối lượng thùng $1 \div 20\text{ kg}$.
    • Năng suất thiết kế: 720 thùng/giờ (thời gian chu kỳ $t = 5\text{ giây/thùng}$).
    • Vị trí dán: Mặt trên của thùng carton, chiều dài mép dán phủ đầu trước và đầu sau thùng là 70 mm.
    • Địa bàn và thời gian thực hiện: Khoa Cơ khí Chế tạo máy, Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật TP. Hồ Chí Minh, hoàn thành vào tháng 07 năm 2016.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp

Đồ án vận dụng các cơ sở lý thuyết chuyên ngành kỹ thuật cơ khí và tự động hóa phục vụ cho việc tính toán, thiết kế hệ thống:

  • Lý thuyết tính toán hệ dẫn động cơ khí và máy vận chuyển liên tục: Áp dụng phương pháp xác định lực cản chuyển động trên từng đoạn của tuyến băng tải cao su cốt bạt theo công thức cộng dồn lực cản Euler và các hệ số cản tiêu chuẩn ($w = 0,022$); tính toán kiểm tra độ bền kéo của băng tải dựa trên giới hạn bền $K_d = 55\text{ kg/cm}$ của vải bạt mác B-820; kiểm tra độ võng cho phép của băng tải $[\ f\ ] = (0,025 \div 0,03) \cdot l_{kt}$.
  • Lý thuyết phân phối tỷ số truyền và động học máy: Tính toán công suất cần thiết trên trục động cơ điện, phân phối tỷ số truyền cho hộp giảm tốc bánh răng trụ hai cấp theo chỉ tiêu kích thước tiết diện ngang nhỏ nhất, xác định số vòng quay và mômen xoắn danh định trên các trục dẫn động.
  • Hình học và động học cơ cấu phẳng nhiều khâu: Phương pháp giải tích lượng giác xác định góc lắc, quỹ đạo chuyển động và hành trình dịch chuyển của các khâu đòn bẩy mang con lăn dán băng keo và dao cắt dưới tác động đẩy của thùng hàng và lực kéo của lò xo hoàn nguyên.
  • Lý thuyết điều khiển khí nén và khí cụ điện hạ áp: Tính toán ứng dụng van điện từ phân phối đảo chiều 5/2, xylanh tác động kép (Double-Acting Cylinder), rơle nhiệt bảo vệ quá tải, công tắc tơ điện từ và công tắc hành trình cơ học.
  • Tiêu chuẩn vật liệu bao bì:
    • Băng keo OPP (Oriented PolyPropylene): Màng dính đàn hồi cao, quy đổi theo đơn vị yard ($1\text{ yard} = 0,91\text{ m}$), độ dày màng keo tiêu chuẩn cho đóng gói công nghiệp trọng lượng $10 \div 40\text{ kg}$ là $0,45\text{ mm}$, đường kính lõi giấy $75 \div 80\text{ mm}$, độ dày lõi $3 \div 4\text{ mm}$.
    • Giấy carton sóng E: Cấu trúc 3 lớp gồm 2 lớp giấy phẳng bên ngoài và 1 lớp sóng giữa có chiều cao sóng $1,5\text{ mm}$, tối ưu cho các sản phẩm khối lượng nhẹ (mì tôm, bánh kẹo, sữa hộp).

Thiết kế và triển khai hệ thống kỹ thuật

Phân tích và lựa chọn phương án kết cấu máy

Nhóm tác giả tiến hành khảo sát và đánh giá 4 phương án bố trí hệ thống dán băng keo:

Phương án Đặc điểm truyền động & dán Ưu điểm Nhược điểm
Phương án 1 Thùng di chuyển trên 2 băng tải đáy song song, dẫn động qua bộ truyền xích từ 1 động cơ. Kết cấu đơn giản, năng suất cao, dễ vận hành và thay đổi kích thước thùng. Mặt trên không được nén chặt, dễ tạo bọt khí, không kẹp được thùng có bề rộng quá nhỏ.
Phương án 2 (Được chọn) Thùng được kéo đi nhờ 2 băng tải đặt áp sát hai mặt bên, mỗi băng tải nối với động cơ qua khớp nối. Năng suất cao, kẹp và dán được thùng có chiều rộng nhỏ, dễ dàng điều chỉnh cữ dẫn hướng. Kết cấu phức tạp hơn phương án 1, có hiện tượng trượt nhẹ nếu lực ép hai bên không đều.
Phương án 3 Băng tải đáy kết hợp bổ sung thêm băng tải phụ đè ép ở cụm dán mặt trên. Thùng di chuyển ổn định, mặt trên nén chặt, đường keo phẳng và ít bọt khí. Kết cấu cồng kềnh, không dán được thùng có chiều rộng quá hẹp.
Phương án 4 Hai băng tải bên hông kết hợp bổ sung thêm băng tải phụ đè ép ở phía trên. Ép chặt mặt trên, thùng di chuyển nhẹ nhàng, ít bọt khí, xử lý được thùng bản hẹp. Kết cấu rất phức tạp, khó đồng bộ tốc độ giữa các băng tải, chi phí chế tạo cao.

Dựa trên yêu cầu gia công các thùng có chiều rộng linh hoạt từ 150 đến 300 mm và tối ưu hóa độ phức tạp của kết cấu, nhóm tác giả lựa chọn Phương án 2 làm giải pháp chế tạo.

Tính toán động lực học hệ dẫn động băng tải

  • Thời gian vận chuyển một thùng: $t = \frac{3600}{720} = 5\text{ s}$.
  • Tải trọng thùng có ích phân bố trên một mét dài của băng: $Q_{vl} = \frac{G}{a} = \frac{10}{0,3} = 33\text{ kg/m}$.
  • Chọn dây băng loại vải bạt cao su B820 với chiều dày lớp làm việc $\delta_1 = 2,5\text{ mm}$, lớp không làm việc $\delta_2 = 1,5\text{ mm}$, hệ số cản $w = 0,022$.
  • Khối lượng con lăn trên một mét dài: Nhánh có tải $q_{clc} = 2,1\text{ kg/m}$, nhánh không tải $q_{clk} = 0,63\text{ kg/m}$.
  • Phân đoạn chu tuyến băng thành 4 điểm tính toán, thu được các giá trị lực căng:
    • Lực căng tại nhánh ra tang dẫn: $S_1 = 4,37\text{ kg}$.
    • Lực căng tại điểm 2: $S_2 = S_1 + W_{1-2} = 4,41\text{ kg}$.
    • Lực căng tại điểm 3: $S_3 = 1,07S_1 + 0,043 = 4,72\text{ kg}$.
    • Lực căng tại điểm 4: $S_4 = S_{max} = 1,07S_1 + 10,67 = 15,35\text{ kg}$.
  • Đường kính tang dẫn động: $D_{tg} = 80\text{ mm}$.

Bảng phân phối thông số động học trên các trục truyền động:

Thông số Trục Động cơ Trục I Trục II Trục III (Trục công tác)
Tỷ số truyền ($u$) - $u_n = 1$ $u_1 = 8,27$ $u_2 = 5,21$
Công suất ($P$) $40\text{ W}$ $23,1\text{ W}$ $22,2\text{ W}$ $21,3\text{ W}$
Số vòng quay ($n$) $630\text{ vòng/phút}$ $630\text{ vòng/phút}$ $76,18\text{ vòng/phút}$ $14,62\text{ vòng/phút}$
Mômen xoắn ($T$) $606,35\text{ Nmm}$ $350\text{ Nmm}$ $2783,01\text{ Nmm}$ $13913,47\text{ Nmm}$

Tỷ số truyền chung của hệ thống là $u_t = u_1 \cdot u_2 = 8,27 \times 5,21 = 43,09$.

Tính toán động học cơ cấu dán và dao cắt

Cơ cấu dán hoạt động theo nguyên lý tiếp xúc tự lựa cơ học, thùng carton khi tịnh tiến sẽ đẩy các đòn bẩy nâng con lăn và dao cắt:

  • Cụm khâu (3) và con lăn dán đầu (12): Đường kính con lăn $D_{cl} = 40\text{ mm}$ ($R_{cl} = 20\text{ mm}$). Khoảng cách từ tâm con lăn đến mặt thùng $h = 70\text{ mm}$. Chiều cao nâng tổng cộng: $h + R_{cl} = 90\text{ mm}$. Góc quay tính toán của khâu (3) quanh tâm quay A là $\hat{a}_2 = 54,6^\circ$, hành trình nâng đoạn $AB$ đạt xấp xỉ $40,43\text{ mm}$.
  • Cụm khâu (8) và con lăn miết sau (9): Khâu (8) quay quanh tâm $a$ một góc $\hat{w}_2 = 65^\circ$, độ nâng điểm khớp $ii' = 5,89\text{ mm}$.
  • Khâu liên kết (6): Nối giữa hai tâm quay $A$ và $a$. Khoảng cách hai tâm quay được xác định theo khe hở con lăn $e = 63\text{ mm}$ (thỏa mãn điều kiện $e < 200\text{ mm}$): $$Aa = AO_1 + ao_2 + D_{cl} + e = 137 + 110 + 40 + 63 = 350\text{ mm}$$
  • Khâu (11) và dao cắt (10): Đặt góc xoay $\beta = 11^\circ$, $KH = 70\text{ mm}$, $HN = 120\text{ mm}$. Khi thùng di chuyển qua, khâu (11) quay quanh tâm $H$ một góc $20^\circ$ và được nâng lên đoạn $29,6\text{ mm}$, lò xo kéo (2) đưa dao hạ xuống cắt đứt băng keo khi thùng đi qua, đảm bảo để lại đoạn băng dán phủ mép sau dài đúng $70\text{ mm}$.

Hệ thống khí nén và điều khiển điện

  • Khí nén: Sử dụng 01 xylanh khí nén tác động 2 chiều gập nắp sau của thùng; van điện từ phân phối 5/2 một đầu cuộn hút Solenoid (điện áp điều khiển 24VDC, áp suất làm việc $0 \div 1,9\text{ MPa}$, vật liệu thân bằng đồng); nguồn khí cấp từ máy nén khí model D&D RW0 qua hệ thống ống dẫn Fluoropolymer chịu nhiệt đến $200^\circ\text{C}$.
  • Hệ thống điện: Gồm contactor điện từ điều khiển động lực, rơle nhiệt lưỡng kim bảo vệ quá tải động cơ, các nút ấn khởi động/dừng và hệ thống công tắc hành trình đóng ngắt mạch điều khiển theo vị trí chuyển động của thùng carton.

Nội dung chính theo từng chương

Chương 1: Giới thiệu chung

Chương này tổng quan về vai trò của công nghệ đóng thùng carton trong sản xuất công nghiệp và khảo sát thị trường máy đóng gói tại Việt Nam. Tác giả phân tích chi tiết thông số của 3 model máy đại diện (WP-5050TB, DINGYE FXJ 6050, MK-AS823A) nhằm làm rõ nhu cầu phát triển máy tự động trong nước. Nội dung chương đồng thời trình bày cấu tạo tổng quan gồm cơ cấu dán băng keo, cơ cấu vận chuyển bằng con lăn và băng tải, cùng cơ sở lý thuyết về hệ thống truyền động khí nén (ưu nhược điểm, van đảo chiều 5/2, xylanh 2 chiều, bình khí nén) và các khí cụ điện đóng cắt hạ áp (công tắc hành trình, nút ấn, contactor, rơle nhiệt).

Chương 2: Thiết kế máy

Chương 2 là phần trọng tâm kỹ thuật của đồ án, mở đầu bằng việc phân loại các loại băng keo (cách điện, vải, giấy, hai mặt, OPP) và các loại sóng giấy carton (sóng A, B, C, E). Nhóm tác giả đưa ra yêu cầu kỹ thuật chi tiết cho máy (năng suất 720 thùng/giờ, kích thước thùng $150 \div 300\text{ mm}$, mép dán 70 mm), sau đó phân tích sơ đồ nguyên lý của 4 phương án dán keo và luận chứng chọn Phương án 2. Toàn bộ phần tính toán động học và động lực học được triển khai chi tiết: tính toán chu tuyến lực căng băng tải ($S_1 = 4,37\text{ kg}$, $S_4 = 15,35\text{ kg}$), tính chọn động cơ $P = 40\text{ W}$, phân phối tỷ số truyền hộp giảm tốc 2 cấp ($u_1 = 8,27; u_2 = 5,21$), và giải bài toán hình học động học cho toàn bộ các khâu đòn bẩy của cơ cấu dán (khâu 3, khâu 6, khâu 8, khâu 11 mang dao cắt).

Chương 3: Thiết kế mạch điều khiển

Chương 3 trình bày các yêu cầu công nghệ đặt ra cho mạch điều khiển nhằm đảm bảo chu trình hoạt động nhịp nhàng giữa chuyển động tịnh tiến của thùng hàng và chuyển động dập của xylanh khí nén gập mép. Tác giả tiến hành lựa chọn các thiết bị điện công nghiệp phù hợp với thông số tải (điện áp điều khiển 24VDC cho van solenoid, mạch hạ thế cho động cơ băng tải) và thiết lập sơ đồ nguyên lý mạch điều khiển liên động tích hợp rơle nhiệt bảo vệ quá tải và công tắc hành trình báo vị trí thùng.

Chương 4: Lập phương án bảo trì bảo dưỡng

Chương cuối cùng xây dựng các mục tiêu và chính sách bảo trì phòng ngừa nhằm nâng cao tuổi thọ máy và hạn chế thời gian dừng máy ngoài kế hoạch. Nội dung bao gồm việc xác định chu kỳ bảo dưỡng định kỳ cho từng bộ phận (băng tải, hộp giảm tốc, xích truyền, hệ thống khí nén và các tiếp điểm điện), lập bảng kế hoạch bảo dưỡng chi tiết, cùng tài liệu hướng dẫn quy trình vận hành an toàn, các bước vận chuyển và hướng dẫn lắp đặt căn chỉnh động cơ vào khung máy.

Kết quả và đóng góp

Kết quả kỹ thuật đạt được

  • Hoàn thành bản thiết kế hệ thống máy dán thùng carton tự động với đầy đủ các tính toán động học và kết cấu chi tiết, đáp ứng các chỉ tiêu làm việc:
    • Năng suất làm việc: $720\text{ thùng/giờ}$ (tương đương $5\text{ giây/thùng}$).
    • Kích thước thùng gia công: $150 \times 150 \times 150\text{ mm}$ đến $300 \times 300 \times 300\text{ mm}$, tải trọng thùng đến $20\text{ kg}$.
    • Chiều dài mép dán gập đầu và đuôi thùng: Chuẩn hóa ở mức $70\text{ mm}$, đường dán kín khít, phẳng đều.
  • Xác lập bảng thông số động học hoàn chỉnh của hệ thống dẫn động: Động cơ công suất $40\text{ W}$ ($n = 630\text{ vòng/phút}$), tỷ số truyền chung $u_t = 43,09$ với mômen xoắn trục cuối đạt $13913,47\text{ Nmm}$.
  • Thiết kế thành công cơ cấu đòn bẩy dán keo tự lựa hoạt động hoàn toàn bằng cơ học tiếp xúc (khâu 3 quay $54,6^\circ$, khâu 8 quay $65^\circ$, khâu dao cắt quay $20^\circ$), giúp đơn giản hóa hệ thống điều khiển và giảm chi phí chế tạo.

Giải pháp và đóng góp của đề tài

  • Đề xuất phương án dẫn động kẹp hai bên hông thùng bằng hai băng tải độc lập, giải quyết được bài toán dẫn hướng và dán keo cho các loại thùng carton có bề rộng thay đổi linh hoạt.
  • Kết hợp đồng bộ giữa cơ cấu gập mép bằng khí nén (xylanh 2 chiều gập nắp sau, tấm gập nắp trước và thanh dẫn gập nắp bên) với cơ cấu dán miết băng keo liên tục.
  • Xây dựng hoàn chỉnh quy trình bảo dưỡng kỹ thuật định kỳ và hướng dẫn lắp ráp, vận hành cho máy, tạo tiền đề cho việc chuyển giao hoặc chế tạo thực nghiệm.

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

Hạn chế

  • Hệ thống chỉ thực hiện dán băng keo niêm phong cho mặt trên của thùng carton; công đoạn dán đáy thùng vẫn cần được thực hiện trước đó hoặc dùng máy dán đáy riêng.
  • Phương án dẫn động hai băng tải bên hông (Phương án 2) vẫn tồn tại hiện tượng trượt tương đối giữa băng cao su và thành thùng nếu vỏ thùng có độ cứng không đều hoặc lực ép cữ dẫn hướng chưa tối ưu, tiềm ẩn nguy cơ làm xước bề mặt bao bì.
  • Giới hạn kích thước thùng đóng gói trong dải $150 \div 300\text{ mm}$, chưa đáp ứng được các loại kiện hàng công nghiệp khổ lớn ($> 500\text{ mm}$).
  • Hệ thống điều khiển mới dừng lại ở mức rơle - contactor và công tắc hành trình cơ học, chưa ứng dụng bộ điều khiển lập trình (PLC) hoặc cảm biến quang học để nâng cao tính linh hoạt.

Hướng phát triển tiếp

  • Nghiên cứu cải tiến cụm cơ cấu dán để có thể dán đồng thời cả mặt trên và mặt dưới đáy thùng trong cùng một chu trình chuyển động.
  • Nâng cấp hệ thống điều khiển tự động sử dụng PLC kết hợp màn hình HMI và hệ thống cảm biến quang điện (photoelectric sensors) nhằm tự động nhận diện kích thước thùng và cảnh báo đứt/hết băng keo.
  • Tích hợp thêm cụm in date/mã vạch tự động lên bề mặt thùng carton sau khi dán keo.

Giá trị tham khảo

Đồ án là tài liệu tham khảo chuyên ngành hữu ích đối với:

  • Sinh viên ngành Công nghệ Chế tạo máy, Cơ điện tử và Kỹ thuật Cơ khí: Tham khảo phương pháp tính toán động học máy, quy trình thiết kế cơ cấu đòn bẩy tự lựa, phương pháp tính chọn công suất động cơ và phân phối tỷ số truyền cho hộp giảm tốc hai cấp.
  • Kỹ sư thiết kế máy đóng gói công nghiệp: Cung cấp nguồn số liệu thực tế về tính toán lực căng chu tuyến băng tải cao su cốt bạt B820, thiết kế cụm dao cắt băng keo hồi vị bằng lò xo và sơ đồ điều khiển khí nén - điện cho máy gập dán thùng carton.
  • Nội dung nổi bật đáng tham khảo: Phương pháp giải tích lượng giác xác định góc quay và hành trình nâng của các khâu cơ cấu dán (Chương 2) và bảng kế hoạch bảo trì bảo dưỡng thiết bị cơ khí (Chương 4).

Câu hỏi thường gặp

1. Máy dán thùng carton trong đồ án được thiết kế với năng suất và quy cách thùng như thế nào?

Máy được thiết kế đạt năng suất 720 thùng/giờ, tương ứng với thời gian xử lý 5 giây cho mỗi thùng hàng. Hệ thống xử lý được các loại thùng carton có khối lượng từ 1 đến 20 kg với dải kích thước điều chỉnh linh hoạt: chiều dài $150 \div 300\text{ mm}$, chiều rộng $150 \div 300\text{ mm}$ và chiều cao $150 \div 300\text{ mm}$.

2. Loại băng keo và thùng carton nào được nhóm tác giả lựa chọn làm tiêu chuẩn tính toán?

Đồ án lựa chọn thùng carton 3 lớp sóng E (chiều cao sóng giấy $1,5\text{ mm}$) chuyên dùng cho hàng hóa nhẹ như bánh kẹo, sữa hộp, mì tôm. Vật liệu dán là băng keo OPP (Oriented PolyPropylene) bản rộng $36 \div 60\text{ mm}$ với độ dày màng keo tiêu chuẩn $0,45\text{ mm}$ (loại phù hợp cho đóng gói công nghiệp tải trọng $10 \div 40\text{ kg}$).

3. Vì sao nhóm tác giả lựa chọn Phương án 2 (hai băng tải kẹp bên hông) thay vì các phương án khác?

Trong 4 phương án khảo sát, Phương án 2 được lựa chọn vì sử dụng hai băng tải riêng biệt ép sát hai mặt bên để kéo thùng carton tịnh tiến qua cụm dán. Kết cấu này cho phép điều chỉnh khoảng cách giữa hai băng tải một cách nhanh chóng, giúp máy xử lý tốt các thùng carton có bề rộng thay đổi hoặc bản hẹp, đồng thời có cấu trúc gọn hơn so với các phương án tích hợp thêm băng tải đè mặt trên (Phương án 3 và 4).

4. Các thông số động lực học chính của hệ thống dẫn động băng tải gồm những gì?

Hệ thống sử dụng động cơ điện công suất $40\text{ W}$, tốc độ $630\text{ vòng/phút}$, mômen xoắn $606,35\text{ Nmm}$. Qua hộp giảm tốc hai cấp có tỷ số truyền chung $u_t = 43,09$ (cấp nhanh $u_1 = 8,27$, cấp chậm $u_2 = 5,21$), trục công tác đạt tốc độ quay $14,62\text{ vòng/phút}$ và mômen xoắn $13913,47\text{ Nmm}$. Lực căng lớn nhất trên chu tuyến băng tải tính toán được là $S_{max} = S_4 = 15,35\text{ kg}$.

5. Cơ cấu dán và cắt băng keo tự động hoạt động dựa trên nguyên lý cơ học nào để tạo mép dán 70 mm?

Cơ cấu dán hoạt động hoàn toàn bằng cơ học tiếp xúc tự lựa. Khi thùng đi vào, nắp thùng đẩy khâu (3) quay một góc $54,6^\circ$ nâng con lăn dán đầu lên $40,43\text{ mm}$ để miết dính đoạn băng keo dài $70\text{ mm}$ ở mép trước. Đồng thời, lực đẩy truyền qua khâu nối (6) làm khâu (8) quay $65^\circ$ nâng con lăn sau. Khi thùng đi qua vị trí dao cắt, khâu (11) quay $20^\circ$ và khi mép sau thùng thoát khỏi cữ, lò xo kéo lập tức kéo dao hạ xuống cắt đứt băng keo, con lăn sau ép chặt đoạn mép dán $70\text{ mm}$ còn lại vào thành sau của thùng.

Kết luận

Đồ án tốt nghiệp "Thiết kế và chế tạo máy dán thùng carton tự động" của nhóm sinh viên Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật TP. Hồ Chí Minh đã giải quyết trọn vẹn bài toán tính toán cơ khí, thiết kế động học và điều khiển cho một dây chuyền đóng gói bao bì quy mô vừa và nhỏ. Thiết bị đạt năng suất thiết kế 720 thùng/giờ với cơ cấu dán tự lựa cơ học thông minh, đảm bảo mép dán 70 mm chính xác và thẩm mỹ trên nền vật liệu carton sóng E và băng dính OPP. Công trình là tài liệu tham khảo có giá trị cao về mặt phương pháp luận tính toán chi tiết máy, động lực học băng tải và thiết kế hệ thống cơ khí ứng dụng trong thực tiễn sản xuất.