Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu

Trong các dây chuyền sản xuất công nghiệp hiện đại như nhà máy xi măng, chế biến thức ăn gia súc, sản xuất thực phẩm và khai thác khoáng sản, hệ thống băng tải giữ vai trò trọng yếu trong việc vận chuyển nguyên vật liệu, bán thành phẩm và thành phẩm từ khu vực tập kết, bến bãi, kho chứa đến các công đoạn chế biến. Phương thức vận chuyển liên tục này thay thế cho sức lao động thủ công và các phương tiện cơ động, đáp ứng yêu cầu tự động hóa và công nghiệp hóa.

Tuy nhiên, các quy trình công nghệ đòi hỏi tính liên tục cao cùng độ chính xác nghiêm ngặt trong tỷ lệ phối trộn nguyên liệu theo thời gian thực. Việc giám sát và kiểm soát khối lượng vật liệu vận chuyển trên băng tải đặt ra yêu cầu cấp thiết về việc trang bị hệ thống cân băng định lượng. Thiết bị này không chỉ làm nhiệm vụ cân liên tục mà còn tự động điều chỉnh tốc độ dòng liệu thông qua cơ chế thay đổi vận tốc động cơ: tăng tốc độ khi lượng liệu trên băng giảm và giảm tốc độ khi lưu lượng liệu tăng nhằm cung cấp chính xác lưu lượng theo giá trị cài đặt trước.

Xuất phát từ nhu cầu thực tiễn đó, đề tài "Nghiên cứu, thiết kế, chế tạo máy cân băng tải (phần cơ khí)" (phiên bản thế hệ 1) được thực hiện với các mục tiêu và nhiệm vụ cụ thể:

  1. Mục tiêu nghiên cứu:

    • Nghiên cứu nguyên lý hoạt động và kết cấu của hệ thống cân băng tải định lượng.
    • Thiết kế và gia công chế tạo hoàn chỉnh mô hình máy cân băng tải (tập trung vào phần cơ khí) phù hợp với quy mô ứng dụng của xưởng cơ khí cỡ vừa.

  2. Nhiệm vụ nghiên cứu (theo phân công đồ án):

    • Nhiệm vụ 1: Tìm hiểu tổng quan về máy cân băng tải và phân tích các dạng cân hiện có trên thị trường.
    • Nhiệm vụ 2: Nghiên cứu cơ sở lý thuyết, phân tích nguyên lý hoạt động của máy cân băng tải và các cảm biến tải trọng (loadcell).
    • Nhiệm vụ 3: Tính toán thiết kế hệ thống truyền động cho máy dựa trên các thông số kỹ thuật ban đầu.
    • Nhiệm vụ 4: Tính toán thiết kế cơ khí chi tiết (khung máy, tang tải, con lăn, trục, then, ổ lăn, thiết bị căng băng).
    • Nhiệm vụ 5: Chế tạo và lắp ráp hoàn thiện hệ thống cơ khí của máy cân băng tải.
    • Nhiệm vụ 6: Khảo sát nguyên lý điều chỉnh tốc độ động cơ không đồng bộ 3 pha bằng biến tần phục vụ điều khiển định lượng.

  3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu:

    • Đối tượng nghiên cứu: Cụm kết cấu cơ khí và hệ thống truyền động của máy cân băng tải liên tục, bao gồm khung máy, tang chủ động, tang bị động, con lăn đỡ, cơ cấu căng băng và liên kết cảm biến.
    • Phạm vi không gian: Thiết kế và chế tạo thực nghiệm tại xưởng cơ khí thuộc Khoa Đào tạo Chất lượng cao, Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật TP. Hồ Chí Minh.
    • Phạm vi thời gian và thông số vận hành: Đề tài thực hiện từ tháng 10/2016 đến năm 2017; các thông số thiết kế ban đầu phục vụ chế độ làm việc nhẹ, quay 1 chiều, thời gian phục vụ 10 năm ($L_h = 10\text{ năm}$), làm việc 2 ca/ngày ($4\text{ giờ/ca}$, $300\text{ ngày/năm}$, tổng $24.000\text{ giờ}$).

Cơ sở lý thuyết và phương pháp

Đồ án xây dựng trên nền tảng kết hợp giữa cơ học máy, kỹ thuật truyền động cơ khí, công nghệ chế tạo máy và kỹ thuật đo lường điều khiển tự động:

  • Khung lý thuyết và nguyên lý đo lường:

    • Nguyên lý đo biến dạng (Strain Gage) và cầu Wheatstone: Cảm biến tải trọng (loadcell) biến đổi biến dạng cơ học của thanh kim loại đàn hồi ("Load") thành sự thay đổi điện trở của các lá điện trở strain gage dán trên bề mặt, xuất ra tín hiệu điện áp tỷ lệ (tín hiệu vi sai $1 \div 3\text{ mV/V}$, tổng tín hiệu không quá $30\text{ mV}$).
    • Lý thuyết truyền động băng tải: Khảo sát lực ma sát giữa dây băng và tang dẫn động theo phương trình Euler; tính toán phân bố lực căng băng tải trên nhánh căng và nhánh chùng; xác định công suất truyền động và kiểm tra momen khởi động.
    • Lý thuyết điều khiển động cơ xoay chiều: Phương trình đặc tính cơ của động cơ không đồng bộ ba pha rôto lồng sóc và các phương pháp điều chỉnh tốc độ thông qua biến tần gián tiếp (chỉnh lưu – lọc – nghịch lưu PWM) dựa trên việc thay đổi tần số nguồn điện $f_1$ trong dải tần số làm việc $10 \div 45\text{ Hz}$.

  • Phương pháp nghiên cứu thực tế:

    • Phương pháp khảo sát, phân tích – tổng hợp: Phân loại, so sánh các kết cấu dây băng tải (cao su bố EP, cao su chịu nhiệt EPDM, cao su gân V, cao su tai bèo, cao su trơn, nhựa PU), kết cấu con lăn (con lăn thẳng, con lăn lòng máng), các hệ thống cân công nghiệp hiện đại (Siemens Milltronics, CBT Sê-ri, Ramsey – Úc) và các cấu trúc loadcell (loadcell tương tự và loadcell số giao tiếp RS485/RS422 theo kiến trúc Master/Slave).
    • Phương pháp tính toán thiết kế cơ khí: Tính toán kiểm nghiệm sức bền trục, tính then, chọn ổ bi đỡ chặn NTN theo tải trọng động và tĩnh, tính toán thiết bị căng băng dạng vít me – tăng đơ, chọn chế độ lắp ghép tiêu chuẩn theo TCVN.
    • Phương pháp công nghệ gia công chế tạo: Gia công kim loại tấm (cắt phôi, chấn định hình thanh đỡ con lăn), tiện chi tiết định hình (trục, vỏ tang tải), hàn ghép khung kết cấu bằng phương pháp hàn hồ quang trong môi trường khí trơ TIG (GTAW), ép bọc cao su bề mặt tang tải để tăng hệ số ma sát, kiểm tra lắp ráp đồng trục và độ căng dây băng.

  • Nguồn dữ liệu: Các giáo trình chi tiết máy, công nghệ chế tạo máy, sổ tay thiết kế cơ khí, catalog thiết bị của hãng Siemens, hãng vòng bi NTN và các Tiêu chuẩn Việt Nam (TCVN) liên quan đến thiết kế máy vận chuyển liên tục và cấp chính xác cân đo.

Thiết kế và chế tạo hệ thống cơ khí

Dựa trên các yêu cầu ban đầu của nhiệm vụ đồ án, hệ thống cơ khí được tính toán, thiết kế và chế tạo theo các thông số và cụm chức năng:

Thông số thiết kế ban đầu Ký hiệu Giá trị quy định Đơn vị
Lực kéo băng tải $F$ 2000 $\text{N}$
Vận tốc chuyển động băng tải $v$ 1,0 $\text{m/s}$
Đường kính tang tải $D$ 145 $\text{mm}$
Thời gian phục vụ $L_h$ 10 $\text{năm}$ ($24.000\text{ giờ}$)
Chế độ làm việc - Nhẹ, quay 1 chiều 2 ca/ngày ($4\text{ h/ca}$)

1. Cụm truyền động và kết cấu chịu lực

  • Tang tải chủ động và bị động: Vỏ tang được chế tạo bằng ống thép định hình tiện trụ ngoài nhằm đạt độ đồng tâm, bên ngoài được bọc lớp cao su có vân để tăng độ bám ma sát với dây băng tải, hạn chế hiện tượng trượt trơn. Trục tang được tính toán kiểm nghiệm độ bền uốn - xoắn và gia công then lắp ghép bánh đai/khớp nối.
  • Hệ thống con lăn đỡ: Sử dụng con lăn thẳng chế tạo từ ống thép có chiều dày vỏ từ $2\text{ mm}$ trở lên để đảm bảo độ cứng vững, bề mặt gia công nhẵn, bên trong lắp vòng bi chính hãng NTN và trang bị hệ thống phớt làm kín ngăn chặn bụi bẩn, cát đá và độ ẩm xâm nhập.
  • Khung máy và thanh đỡ: Khung máy được hàn định hình từ thép dầm chữ I và thép hộp chịu lực, kết hợp với các thanh đỡ con lăn được đột dập, chấn định hình và taro các lỗ điều chỉnh độ cao để căn chỉnh vị trí tiếp xúc của dây băng và cảm biến. Toàn bộ bề mặt kim loại được xử lý và phun sơn bảo vệ chống rỉ sét.

2. Cụm căng băng và tích hợp cảm biến

  • Bộ phận căng băng: Sử dụng cơ cấu căng băng trục trượt kết hợp vít tăng đơ, cho phép điều chỉnh khoảng cách trục giữa tang chủ động và tang bị động một cách độc lập ở hai bên thân máy, duy trì lực căng dây băng cần thiết $F_0$ để tạo ma sát truyền lực và hạn chế độ võng của nhánh băng có tải.
  • Cụm cầu cân và định vị Loadcell: Thiết kế các thanh định vị liên kết trực tiếp giữa dầm chữ I và gá đỡ loadcell, bảo đảm tải trọng của vật liệu truyền trực tiếp theo phương thẳng đứng vuông góc với bề mặt cảm biến, triệt tiêu các lực xô ngang hoặc lực vặn xoắn gây sai lệch tín hiệu đo.

3. Động lực học và điều khiển tốc độ

  • Máy sử dụng động cơ không đồng bộ 3 pha (loại DK 32-6) truyền động qua bộ truyền cơ khí đến tang chủ động. Để điều chỉnh tốc độ cấp liệu liên tục, động cơ được kết nối với biến tần gián tiếp, cho phép điều chỉnh tần số làm việc trong dải $10 \div 45\text{ Hz}$.

Nội dung chính theo từng chương

Chương 1: Tổng quan về các đặc điểm của cân băng tải

Chương này phân tích cơ sở cấu tạo và nguyên lý hoạt động của hệ thống cân băng định lượng gồm 6 thành phần chính: phễu cấp liệu, cảm biến trọng lượng (loadcell), tang bị động, tang chủ động, động cơ không đồng bộ nối biến tần và cảm biến vị trí/tốc độ.

Nội dung đi sâu vào việc khảo sát và so sánh các dạng hình học băng tải:

  • Băng tải máng: Khả năng vận chuyển lượng hàng lớn đi xa không rơi vãi (nêu số liệu thực tế vận tốc $3,75\text{ m/s}$, năng suất $3.580\text{ tấn/h}$, chiều dài $3,742\text{ km}$).
  • Băng tải ống dẫn: Chống thấm nước, vận chuyển theo phương ngang và góc đứng, giảm thất thoát vật liệu và tăng hiệu quả hơn băng tải thông thường tới 50%.
  • Băng tải gàu: Khả năng tải vật liệu lên cao với góc nghiêng từ $30^\circ$ đến $90^\circ$.

Chương cũng phân loại chi tiết các loại dây băng tải: dây cao su bố EP (sợi dọc Polyester, sợi ngang Nylon chịu va đập), cao su chịu nhiệt EPDM, cao su gân V (gân V, U, hình trụ, gai, xương cá), cao su tai bèo (vận chuyển vật liệu dạng bột nghiêng $17^\circ \div 18^\circ$, bao hàng lên $30^\circ \div 50^\circ$), cao su trơn và dây nhựa PU.

Phần sau của chương tập trung nghiên cứu cảm biến tải trọng (Loadcell), so sánh hai dòng công nghệ:

  • Loadcell tương tự: Xuất tín hiệu $1 \div 3\text{ mV/V}$ (tối đa $30\text{ mV}$), chịu ảnh hưởng lớn bởi nhiễu điện từ, trôi nhiệt đường cáp dẫn và khó khăn khi ghép song song nhiều cảm biến.
  • Loadcell số: Tích hợp bộ ADC $16 \div 20\text{ bit}$, vi xử lý bù nhiệt độ, lưu trữ dữ liệu hiệu chuẩn trong EEPROM, kết nối chuẩn mạng RS485/RS422 theo mô hình Master/Slave với khoảng cách truyền tín hiệu lên đến $1.200\text{ m}$.

Chương 2: Các hệ thống cân băng tải hiện có

Chương 2 tiến hành khảo cứu thực nghiệm và đánh giá thông số kỹ thuật của 5 dòng cân băng tải công nghiệp:

  • Cân băng tải Siemens: Sử dụng các đầu cân Milltronics (MLC công suất thấp; MBS công suất trung bình; MUS công suất trung bình - lớn; MCS công suất lớn; MSI và MMI độ chính xác $0,25 \div 0,5%$, công suất đến $12.000\text{ tấn/h}$); cảm biến tốc độ đạt chuẩn bảo vệ IP65 - IP67; bộ tích hợp Integrator BW100 (cơ bản, tối đa 2 loadcell, 1 relay) và BW500 (đa năng, tích hợp 2 bộ điều khiển PID, 5 relay lập trình, giao tiếp Profibus/Modbus, hỗ trợ 4 loadcell). Dải mức cân $5 \div 100\text{ tấn}$, độ đọc $0,5 \div 1\text{ kg}$.
  • Cân băng tải CBT Sê-ri: Dải mức cân $5 \div 100\text{ tấn}$, độ đọc $0,5 \div 1\text{ kg}$, độ phân giải màn hình hiển thị $1/20.000$, truyền thông máy tính qua cổng RS232, khung chế tạo bằng thép carbon hoặc inox.
  • Cân băng tải Ramsey – Úc: Dải năng suất từ $40\text{ tấn/h}$, $100\text{ tấn/h}$, $200\text{ tấn/h}$ đến $1.500\text{ tấn/h}$, bề rộng băng $500 \div 1.200\text{ mm}$, tích hợp cổng truyền thông RS232.
  • Cân băng tải phôi liệu: Dung lượng cân $5 \div 1.200\text{ tấn/h}$, tốc độ băng $2 \div 5\text{ m/s}$, cấp chính xác II và III theo TCVN, độ rộng băng $0,2\text{ m}$, độ phân giải hiển thị $1/15.000$.
  • Cân băng tải định lượng: Hoạt động với 3 chế độ (tự động, bán tự động, bằng tay), phương pháp cân sử dụng 2 tín hiệu dừng để đóng ngắt dòng vật liệu chống quá tải. Dải thông số: độ chính xác cân và điều khiển đạt $0,5%$, bề rộng băng $500, 650, 800, 1000, 1200, 1500\text{ mm}$, năng suất $0,05 \div 160\text{ tấn/h}$, nhiệt độ làm việc loại thông thường $-20 \div +75^\circ\text{C}$ (độ ẩm $\le 85%$) và loại chịu nhiệt $\le 350^\circ\text{C}$.

Chương 3: Thiết kế hệ thống truyền động cho máy

Chương này thực hiện toàn bộ các bước tính toán động học và động lực học hệ thống cơ khí:

  • Tính toán sơ bộ công suất và lực kéo tiếp tuyến băng tải $F = 2.000\text{ N}$, vận tốc $v = 1\text{ m/s}$.
  • Xác định lực căng băng tải trên nhánh vào và nhánh ra của tang dẫn theo điều kiện không trượt ma sát.
  • Tính chọn đường kính tang dẫn $D = 145\text{ mm}$, lập Bảng 3.1 (số liệu tang tải chủ động) và Bảng 3.2 (số liệu tang tải bị động).
  • Tính chọn thiết bị căng băng trục vít - tăng đơ, xác định hành trình căng băng bù dãn dài.
  • Tính toán kiểm nghiệm trục tang tải theo chỉ tiêu độ bền mỏi và độ cứng tĩnh.
  • Tra cứu và chọn then (Bảng 3.4) và ổ lăn đỡ chặn hãng NTN (Bảng 3.5), chọn cấp dung sai và chế độ lắp ghép tiêu chuẩn cho các mối ghép trục - ổ lăn - then - vỏ tang.

Chương 4: Chế tạo hệ thống truyền động

Chương 4 mô tả quy trình thực tế gia công chế tạo và lắp ráp từng cụm kết cấu:

  • Gia công thanh đỡ con lăn: cắt phôi định hình, dập/chấn định hình chữ U và taro các lỗ ren điều chỉnh độ cao.
  • Gia công chế tạo tang tải: cắt ống thép, hàn mặt bích đầu trục, tiện trụ ngoài đảm bảo độ đảo hướng kính nhỏ, tiến hành bọc ép lớp cao su bảo vệ.
  • Chế tạo con lăn đỡ thẳng: gia công ống thép vỏ dày trên $2\text{ mm}$, ép lắp cụm vòng bi NTN và phớt bảo vệ hai đầu.
  • Gia công chế tạo thanh định vị, lắp ghép hệ thống dầm chữ I với khung máy chịu lực.
  • Lắp đặt bộ phận căng băng bằng cơ cấu tăng đơ vít me.
  • Lắp ráp động cơ 3 pha DK 32-6, căng dây băng tải, căn chỉnh độ đồng tâm giữa các trục và hoàn thiện toàn bộ máy cân băng tải thế hệ 1.

Chương 5: Điều chỉnh tốc độ động cơ không đồng bộ dùng biến tần

Chương 5 trình bày lý thuyết điều khiển tốc độ phục vụ cho hệ thống định lượng tự động:

  • Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của động cơ điện không đồng bộ ba pha rôto lồng sóc (stato lá thép kỹ thuật điện, cách đấu dây hộp cực hình sao $\text{Y}$ hoặc tam giác $\Delta$).
  • Phân tích sơ đồ thay thế 1 pha, phương trình đặc tính cơ và ảnh hưởng của các thông số ($U_1$, $R_2'$, $f_1$, số đôi cực $p$) đến momen cực đại $M_{max}$ và độ trượt tới hạn $s_{th}$.
  • Đánh giá các phương án điều chỉnh tốc độ: điều chỉnh điện áp stato, thay đổi điện trở phụ mạch rôto, thay đổi số đôi cực và thay đổi tần số nguồn cấp.
  • Cấu trúc và nguyên lý hoạt động của bộ biến tần gián tiếp: chỉnh lưu điện áp AC thành DC, bộ lọc trung gian và nghịch lưu áp 3 pha sử dụng kỹ thuật điều chế độ rộng xung PWM, điều khiển dải tần số làm việc của động cơ từ $10\text{ Hz}$ đến $45\text{ Hz}$.

Kết quả và đóng góp

1. Kết quả kỹ thuật đạt được

Đồ án đã hoàn thành thiết kế và chế tạo thực nghiệm thành công mô hình máy cân băng tải (phần cơ khí) thế hệ 1 với các kết quả cụ thể:

  • Hoàn thành bộ bản vẽ thiết kế kỹ thuật cho toàn bộ các cụm chi tiết: con lăn thẳng, tang truyền động, tang bị động, thiết bị căng băng, thanh định vị dầm chữ I và khung máy.
  • Chế tạo hoàn chỉnh sản phẩm thực tế đáp ứng các thông số vận hành ban đầu ($F = 2.000\text{ N}$, $v = 1\text{ m/s}$, đường kính tang $D = 145\text{ mm}$).
  • Kết cấu cơ khí hoạt động êm, không bị rung lắc lớn, con lăn quay trơn đồng tâm, hệ thống phớt bảo vệ hoạt động tốt, cơ cấu tăng đơ cho phép căn chỉnh độ căng dây băng dễ dàng.
Hạng mục cụm chi tiết Phương pháp chế tạo / Quy cách Đánh giá kết quả cơ khí
Khung máy & Dầm đỡ Dầm chữ I, thép định hình hàn GTAW/TIG Kết cấu cứng vững, chống rung, định vị chắc chắn
Tang tải (Chủ động/Bị động) Ống thép tiện trụ ngoài, bọc ép cao su Đường kính $D = 145\text{ mm}$, tăng ma sát kéo, chống trượt
Con lăn đỡ băng Vỏ thép dày $\ge 2\text{ mm}$, vòng bi NTN Quay trơn, đồng tâm, có phớt chắn bụi/ẩm
Cơ cấu căng băng Trục trượt kết hợp vít tăng đơ hai bên Căn chỉnh độc lập, giữ lực căng ổn định
Động cơ truyền động Động cơ 3 pha DK 32-6 kết nối biến tần Điều chỉnh tốc độ trong dải tần số $10 \div 45\text{ Hz}$

2. Đóng góp của đề tài

  • Làm chủ quy trình tính toán, thiết kế và công nghệ chế tạo hệ thống cơ khí cân băng tải quy mô vừa, tạo tiền đề thay thế thiết bị nhập ngoại với chi phí chế tạo thấp.
  • Tổng hợp có hệ thống cơ sở lý thuyết về cảm biến lực (loadcell số/tương tự) và giải pháp điều tốc động cơ bằng biến tần trong ứng dụng cân định lượng liên tục.
  • Cung cấp mô hình phần cứng cơ khí hoàn chỉnh (thế hệ 1) làm nền tảng trực tiếp cho việc lắp đặt cảm biến trọng lượng, cảm biến tốc độ và tích hợp bộ điều khiển vi xử lý/PLC ở các giai đoạn nghiên cứu tiếp theo.

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

  • Hạn chế của đồ án:

    • Đề tài mới dừng lại ở phạm vi nghiên cứu, thiết kế và chế tạo phần cơ khí (thế hệ 1); chưa tích hợp hoàn chỉnh hệ thống bo mạch thu thập dữ liệu loadcell và lập trình điều khiển tự động vòng kín PID thời gian thực.
    • Thiết bị căng băng sử dụng cơ cấu tăng đơ vít me thủ công, chưa có cơ cấu tự động bù độ dãn dài của băng tải bằng đối trọng trong quá trình vận hành lâu dài.
    • Chưa tiến hành thử nghiệm tải trọng thực tế với các loại vật liệu rời có tính chất phức tạp (như độ ẩm cao, tính ăn mòn hóa học).

  • Hướng nghiên cứu tiếp:

    • Lắp đặt hoàn thiện hệ thống loadcell số và cảm biến đo tốc độ băng tải trên khung dầm chữ I đã định vị sẵn.
    • Thiết kế và lập trình bộ tích hợp Integrator dựa trên PLC hoặc vi xử lý để xử lý tín hiệu theo thuật toán điều khiển thích nghi, bù dòng liệu trễ và giao tiếp máy tính qua chuẩn RS485/Modbus.
    • Nghiên cứu cơ cấu tự động làm sạch bề mặt băng và cơ cấu căng băng tự động bằng thủy lực hoặc quả đối trọng.

Giá trị tham khảo

Bản thuyết minh đồ án là tài liệu tham khảo chuyên ngành hữu ích cho:

  • Sinh viên ngành Công nghệ Chế tạo máy, Cơ điện tử và Kỹ thuật Điều khiển: Tham khảo phương pháp tính toán hệ thống truyền động băng tải, quy trình thiết kế cơ khí chi tiết (tang tải, con lăn, trục, then, ổ lăn) và quy trình công nghệ gia công kim loại tấm, tiện, hàn khung máy thực tế.
  • Kỹ sư và kỹ thuật viên bảo trì tại các nhà máy: Nắm bắt cấu tạo nguyên lý của hệ thống cân băng định lượng, phân loại các dòng loadcell công nghiệp, cách lựa chọn dây băng tải (cao su EP, gân V, tai bèo, PU) và các phương pháp điều chỉnh tốc độ động cơ xoay chiều 3 pha bằng biến tần.

Câu hỏi thường gặp

1. Các thông số kỹ thuật đầu vào được dùng để tính toán thiết kế máy cân băng tải trong đồ án là gì?
Các thông số thiết kế ban đầu bao gồm: lực kéo băng tải $F = 2.000\text{ N}$, vận tốc băng tải $v = 1,0\text{ m/s}$, đường kính tang tải $D = 145\text{ mm}$, thời gian phục vụ $L_h = 10\text{ năm}$ ($300\text{ ngày/năm}$, làm việc 2 ca/ngày, mỗi ca 4 giờ, tương đương $24.000\text{ giờ}$), chế độ làm việc nhẹ và quay 1 chiều.

2. Điểm khác biệt cơ bản giữa Loadcell tương tự và Loadcell số được phân tích trong đồ án là gì?
Loadcell tương tự xuất tín hiệu điện áp rất nhỏ ($1 \div 3\text{ mV/V}$, tối đa $30\text{ mV}$), dễ bị suy hao và nhiễu điện từ trên đường truyền, khoảng cách kết nối ngắn và khó nhận biết lỗi từng cảm biến khi ghép song song. Ngược lại, Loadcell số tích hợp sẵn bộ chuyển đổi ADC ($16 \div 20\text{ bit}$), cảm biến bù nhiệt độ và vi xử lý tại chỗ, truyền tín hiệu số qua cổng giao tiếp RS485/RS422 theo giao thức Master/Slave với khoảng cách xa đến $1.200\text{ m}$, cho phép thay thế và hiệu chuẩn độc lập từng loadcell mà không cần cân chỉnh lại toàn bộ hệ thống.

3. Vì sao bề mặt tang tải chủ động sau khi tiện lại phải bọc ép thêm lớp cao su?
Tang tải chủ động sau khi tiện trụ ngoài được bọc ép một lớp cao su nhằm mục đích tăng hệ số ma sát giữa bề mặt tang và mặt dưới của dây băng tải. Điều này giúp tang truyền toàn bộ lực kéo $F = 2.000\text{ N}$ sang dây băng mà không xảy ra hiện tượng trượt trơn, đảm bảo băng tải chuyển động ổn định ở vận tốc thiết kế $1\text{ m/s}$.

4. Dải tần số biến tần được lựa chọn để điều khiển tốc độ động cơ trong hệ thống cân định lượng là bao nhiêu?
Theo khảo sát lý thuyết điều khiển cân định lượng trong đồ án, dải tần số làm việc của biến tần cấp nguồn cho động cơ không đồng bộ 3 pha được giới hạn trong phạm vi từ $10\text{ Hz}$ đến $45\text{ Hz}$ để đảm bảo đặc tính momen và khả năng vận hành ổn định của động cơ.

5. Cụm con lăn đỡ băng tải được chế tạo cần đáp ứng những tiêu chuẩn kỹ thuật nào?
Con lăn đỡ phải có đường kính đủ lớn, chiều dày vỏ ống thép từ $2\text{ mm}$ trở lên để đảm bảo độ cứng vững, sử dụng vòng bi chính hãng (hãng NTN), có hệ thống phớt bảo vệ vòng bi chống bụi và hơi ẩm, khi quay phải đảm bảo trơn, đồng tâm, không rung lắc và tiếng ồn nhỏ.

Kết luận

Đồ án tốt nghiệp "Nghiên cứu, thiết kế, chế tạo máy cân băng tải (phần cơ khí)" của nhóm sinh viên Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật TP. Hồ Chí Minh đã giải quyết trọn vẹn nhiệm vụ tính toán động học, động lực học và hoàn thiện quy trình công nghệ chế tạo cơ khí cho mô hình máy cân băng tải thế hệ 1. Sản phẩm chế tạo thực tế đạt yêu cầu về độ cứng vững của khung dầm, độ đồng tâm của tang tải bọc cao su, con lăn đỡ và cơ cấu căng băng tăng đơ theo đúng các chỉ tiêu thiết kế ban đầu ($F = 2.000\text{ N}$, $v = 1\text{ m/s}$, $D = 145\text{ mm}$). Kết quả của đồ án cung cấp một kết cấu cơ khí hoàn chỉnh, sẵn sàng cho việc tích hợp hệ thống cảm biến loadcell số và các thuật toán điều khiển tự động vòng kín trong các giai đoạn phát triển tiếp theo.