Đồ án Thiết kế máy đóng nắp chai bia

CHƯƠNG 6 THIẾT KẾ MÁY ĐÓNG NẮP CHAI Nhiệm vụ của cơ cấu này là nhận nắp từ hệ thống cấp nắp để tiến hành đóng nắp khép kín lên miệng chai đã được rót đầy bia theo định lượng. 6.1. THIẾT KẾ ĐẦU ĐÓNG : 6.1.1. Nghiên cứu kết cấu chai và đóng nắp : a. Miệng chai : Hiện nay trên thị trường có rất nhiều loại chai bia thể tích khác nhau như chai 330ml; 450ml; 500ml; 650ml ... Nhưng các loại chai này đều có miệng chai đúng kích thước quy định đã được tiêu chuẩn hóa. * Kết cấu miệng cổ chai : b. Nắp : Hình 6.1.a. Kết cấu miệng chai Nắp đậy miệng chai cũng được tiêu chuẩn hóa tươg ứng với cổ miệng chai. Nắp được dập thành hình dạng sơ bộ gần đúng để định dạng chính xác trong đầu đóng và miệng chai. Nắp có dạng đĩa nống, trong lòng được dán một lớp cao su làm kít khít miệng chai. Nắp được chế tạo bằng thép các bon thấp, dày 0,3mm và có tráng một lớp kẽm bên ngoài. Nhiệm vụ của giai đoạn đóng nắp là định vị nắp vào đúng cổ chai ở vị trí ép roan vào miệng cổ chai và làm biến dạng nắp. Hình dạng và kích thước của nắp trước và sau khi đóng nắp như sau : Trước khi đóng nắp : Hình 6.1.b Kích thước sau khi đóng nắp : Hình 6.1.c 6.1.2. Kết cấu đầu đóng nắp chai : Do miệng chai và nắp chai có kết cấu và kích thước được tiêu chuẩn hóa nên phần lớn các máy đóng nắp chai đều có kết cấu tương tự nhau. Do đó ta chỉ đưa ra một loạt kết cấu của đầu đóng cơ bản đặc trưng nhất và dùng nó để thiết kế. Kết cấu của đầu đóng nắp : 1. Miệng đầu đóng 15. Vú mỡ bôi trơn ổ bi treo 2. Khuôn đóng nắp 16. Ổ bi kim 3. Chày giữ nắp 17. Trục ổ bi kim 4. Bạc hãm và dẫn hướng chày 18. Ổ đũa trụ dài 5. Bulông lục giác 19. Lỗ định vị trục 6. Bạc dẫn hướng ống đẩy 20. Trục ổ bi 7. Bulông chống xoay ống đẩy 21.Thân piston đóng nắp 8. Đệm chặn lò xo 22.Bulông hãm 9. Lò xo đẩy chày ép nắp 23.Lỗ lắp chốt định vị đầu đóng 10. Ống đẩy 11. Lò xo đóng nắp 12. Bulông 13. Chén chặn lò xo 14. Vú mỡ bôi trơn ổ bi đóng Hình 6.1.2. Đầu đóng nắp b. Nguyên lý làm việc của máy đóng nắp : Khi chai đã đi vào đúng vị trí của đầu đóng nắp chai (chai và đầu đóng nắp quay quanh trục chính và cùng một tốc độ còn cam dẫn hướng thì đứng yên) theo hành trình làm việc của cam, ổ bi (16) tiếp xúc với mặt dưới của cam đưa toàn bộ cụm đầu đóng đi xuống (lúc này nắp đã được thổi vào miệng của khuôn đóng nắp và được giữ lại ở mặt dưới của chày đóng nhờ lực hút nam châm của chày) Khi nắp bia đã tiếp xúc với miệng chai thì cụm đầu đóng vẫn tiếp tục đi xuống theo hành trình làm việc của cam dẫn hướng, khi đó lò xo (9) bị chày (3) nén lại (do phản lực ở miệng chai tác dụng lên chày đóng lớn hơn lực bung của lò xo(9)) làm cho nắp ở trên miệng chai tiếp xúc trực tiếp vào khuôn đóng (1). Cụm đầu đóng (hay còn gọi là piston) tiếp tục đi xuống nhưng khuôn đóng (1) bị nắp và miệng chai giữ lại thông qua chi tiết (7) làm cho lò xo (11) hơi bị nén lại. Khi lực nén của lò xo (11) thắng được lực chống biến dạng của vành nắp thì khuôn (1) sẽ không bị đẩy lên nữa mà sẽ đi xuống cùng cụm piston làm bóp chặt nắp vào miệng chai theo hình dạng của khuôn đóng. Đây cũng là lúc kết thúc hành trình đi xuống của cụm piston đóng nắp. Khi kết thúc hành trình đi xuống của cụm piston (nắp chai đã được đóng kín theo yêu cầu kỹ thuật), cụm piston đóng nắp bắt đầu đi lên theo hành trình của cam dẫn, ổ bi (16) tiếp xúc mặt trên của cam và nâng cụm piston đóng nắp đi lên, lò xo (11) bung ra đẩy cốt trong và khuôn đóng (7) về vị trí cũ, lúc đó lò xo (9) bung ra tạo một lực lên chày (3) để đẩy nắp (đã được đóng kín vào chai) ra khỏi khuôn đóng (1) và được sao gạt đưa ra xích tải. Lò xo (9) có tác dụng giảm chấn giữa miệng chai và nắp đồng thời làm nhiệm vụ đẩy chai ra khỏi khuôn đóng khi cụm piston đi xuống đóng nắp không làm bể miệng chai và tạo lực ép lên côn đóng (1) để làm biến dạng vành nắp. 6.1.3. Tính lực đóng nắp : a. Nhiệm vụ của giai đoạn đóng : Đóng nắp là ép vuốt phần đã gấp nếp vào cổ chai ở vị trí ép kín roan lên miệng chai. Như vậy lực đóng nắp là lực cần thiết tác dụng lên gờ nếp của nắp để nắp biến dạng dẻo và ôm sát vào cổ chai nhằm tạo được độ kín cần thiết. b. Sơ đồ lực lên nắp như sau : Hình 6.1.3.a Sơ đồ lực Trong đó : Q : lực ép để giữ nắp cố định và phẳng trong quá trình đóng nắp đồng thời ép kín roan cao su fi : lực cần thiết để tạo ra lực áp tuyến Ni : lực pháp tuyến cần thiết để tác động lên gờ nắp ép vào miệng chai Fms : lực ma sát sinh ra giữa nắp và đầu đóng ( : góc nghiêng của vành nắp so với phương thẳng đứng Ta có :
Và Fms = Ni.f (f : hệ số ma sát f = 0,15) Hay Ni = fi.sin( ( Fms = fi.f.sin( Suy ra lực đóng nắp (fđ) phải thắng được lực fI và lực ma sát Tức là : ( fđ = fi + Fms.cos( Hay : fđ=
+ Ni.f.cos( = Ni
Thực tế lực đóng nắp tác dụng lên toàn bộ vàn nắp có điểm gờ lên (có 21 sống gờ). Khai triển vành nắp theo chu vi ta có sơ đồ tính tương đương như sau : Hình 6.1.3.b Với : l : chiều dài nắp (rìa nắp) l = 6,5(mm) s : độ dày nắp s = 0,3 (mm) b : chu vi nắp b =(.d Ta xem quá trình biến dạng của nắp là quá trình uốn ngang phẳng một dầm công xôn bị ngăn bởi một đầu (do lực Q tác động) với chiều dài công xôn l =6,5(mm) và chiều rộng tấm phẳng b = (.d Để nắp ôm sát vào gờ miệng chai thì nắp phải biến dạng dẻo dưới tác dụng của lực đóng fđ nghĩa là ứng suất sinh ra phải vượt quá giới hạn chảy [(ch] của vật liệu làm nắp. Đối với thép CT3 làm nắp ta có [(ch] = 240 N/mm2 Theo bảng (5-8) sách thiết kế chi tiết máy ta có ứng suất sinh ra khi biến dạng : W : mômen chống uốn của tiết diện
(6-1) w = b.
(6-2) Từ công thức (6-1) Hay : N ( [(]ch
(*) Thay số [(]ch = 240N/mm2; d = 26,5(mm); S = 0,3(mm) l = 6,5(mm) vào phương trình (8) ta được N ( 46 lấy N = 50(N) c. Xác định góc nghiêng ( : Lấy theo điều kiện góc nghiêng ta có : sin( =
= 0,1923 Để bù trên dạng dư của nắp ta lấy ( = 10o Thay các giá trị : N = 50(N); ( = 10o; f = 0,15 vào công thức fđ Ta có :
= 296 (N) Tính lực ép Q : Lực Q chủ yếu để giữ nắp phẳng trong quá trình đóng nắp và ép roăn cho kín miệng chai. Sơ đồ chịu lực như sau : Hình 6.1.3.c Ta xem lực Q phân bố đều trên nắp, để nắp không bị biến dạng dưới tác dụng của các lực phân bố NI, thì momen do Q sinh ra tại các gối (miệng chai) phải cân bằng với momen do N sinh ra. Xét phân bố diện tích của bề mặt ta có : ds = r.dr.d( (6-3) Lực phân bố tác dụng dQ = q.ds = q.r.dr.ds (6 -4) Trong đó : q : cường độ lực phân bố :
(6-5) Vì vậy mômen do dQ sinh ra tại gốc (tức miệng chai) là : dM = dQ(R-r) = qr(R - r) dr.d( Nên momen do Q sinh ra :
(R-r)dr = 2(q
(6-6) Thay
Vào phương trình (6-6) ta được : M = Q.
Ngoài ra momen do N sinh ra là : M' = N.1 (6-7) Điều kiện để nắp được ép phẳng lên miệng chai là : M ( M' ( Q.
( N.l (6-8) ( Q (
Thay số : N = 50(N); l = 6,5(mm); R =
= 13,25(mm) Ta được : Q ( 73,6N, lấy Q = 75N Vậy lực cần thiết để đóng nắp là : P = Pđ + Q = 296 + 75 = 371 (N) 6.1.4. Tính các chi tiết của cụm piston đầu đóng : Ở đây ta tính toán thiết kế các chi tiết chủ yếu của cụm piston đóng nắp là : - Lò xo đẩy chày (ép nắp) - Lò xo đóng nắp - Khuôn côn nắp a.Tính lò xo đẩy chày ép nắp : Lực lò xo sinh ra phải thắng được các lực sau : - Lực ép nắp khép kín : Q = 75(N) - Lực ma sát Fms = 0,15.75 = 11,25(N) - Lực lò xo cực đại Pmax > Q + Fms = 86,25 (N) Lực lò xo cực tiểu Pmin(Fms(=11,25N), do đó ta chọn Pmin=15 N Hành trình làm việc của lò xo : chọn X = 17(mm) Chọn vật liệu chế tạo là thép lò xo cấp I Sơ bộ chọn đường kính dây lò xo d = (3-4)mm Có (bk = 1900N.mm2 (bảng 19-3 sách chi tiết máy) Theo bảng (19-4) sách chi tiết máy có : [(]x = 0,3.(bk = 570N/mm2 Có r =
= 0,173 Theo bảng (19-7) với số chu kỳ N ( 10 Có : (.r = 0,40 + 0,05 -
.17 = 0,476 Vì vậy ứng suất cho phép thực tế là : [(]xt = [(]x.(r = 570.0,476 = 271 [N/mm2] Theo bảng (19-2) với cách chọn c =
= 8 Ta có được hệ số k để đến độ cong của lò xo là : K = 1,17 Thay vào công thức (19-6) sách chi tiết máy ta có : d ( 1,6
(6-9) Ta được d ( 2(mm) Chọn d = 3(mm) phù hợp với điều kiện đã chọn Đường kính của lò xo : D = cd = 8.3 = 24(mm)
(6-10) Số vòng làm việc của lò xo : Công thức (19-7) sách chi tiết máy Với Pmax = 87(N) d = 3(mm) Pmin = 15(N) c = 8 X = 17(mm) Đối với lò xo chịu nén ta lấy số vòng toàn bộ của lò xo là : ( n =
= 13,8 (vòng) n0 = n + (1,5.2) (6-11) trong sách chi tiết máy phần tính số vòng của lò xo ( n0 = 13 + (1,5.2) = 16(vòng) Chuyển vị lớn nhất của lò xo. Theo công thức (19-3), TLTK [3] ( =
= 20,5 (mm) Bước của lò xo khi chưa chịu tải : [3] t = d +
+ ( (6-12) Với ( = 0,1.d = 0,3(mm) là khe hở giữa các vòng khi chịu lực Pmax Vì vậy : Chiều dài lò xo khi các vòng khít nhau : t = 3 +
+ 0,3 = 4,8 (mm) Hv = (n0 -0,5)d = (16-0,5).3 = 46,5(mm) (6-13) Chiều dài của lò xo khi chưa chịu tải H0 = Hv + n(t-d) (6-14) = 46,5 +13,8(4,8 -3) = 72(mm) Tỉ số :
= 3 Vậy có thể không dùng lỏi sắt để ổn định lò xo b. Tính lò xo đóng nắp : Lực lò xo sinh ra phải khắc phục được các lực sau: - Lực đóng nắp Pk = 371(N) - Lực ma sát giữa bạc dẫn hướng và cốt trong của piston đóng nắp. Fms1 = f.Pk = 371.0,15 = 56(N) - Lực ma sát của cụm piston đóng và xi lanh dẫn hướng Fms2 = f.Pk = 371.0,15 = 56(N) - Lực lò xo cực đại : Pmax ( Pk + Fms1 + Fms2 ( Pmax ( 483 (N) - Lực lò xo cực tiểu : Pmin ( Fms1 + Fms2 ( Pmin ( 112(N) Ta chọn Pmax = 490 (N) Pmin = 120 (N) - Chọn hành trình làm việc của lò xo : x = 20(mm) - Vật liệu chế tạo là thép lò xo cấp 1 - Sơ bộ chọn đường kính dây lò xo : d =
(mm) Có (bk = 2200 (N/mm2)
= 0,24 Theo bảng (19-7) chi tiết máy. Với số chu kỳ N ( 106 thì hệ số giảm thấp ứng suất : (r = 0,5 Vậy ứng suất xoắn cho phép thự c tế là : [(]xt = [(x].(r = 660.0,5 = 330 (N/mm2) Theo bảng (19-1) [3] với c =
= 8 thì K = 1,17 Vậy đường kính của lò xo :
( d ( 1,6
= 5,96 (mm) Lấy d = 6(mm) Đường kính lò xo D = c.d = 48(mm) Số vòng làm việc của lò xo : Đối với lò xo chịu nén ta có :
= 6,3 vòng n0 = n(1,5 (2) = 10 vòng Chuyển vị lớn nhất của lò xo :
= 33,928 (mm) Bước của vòng lò xo khi chưa chịu tải : t = d +
+ ( Với ( = 33,928 (mm) là chuyển vị của lò xo khi chịu Pmax = 0,1.d = 0,6(mm) là khe hở giữa các vòng lò xo khi chịu Pmax Vì vậy t = 6 +
+ 0,6 = 11,8 (mm) Chiều dài lò xo khi các vòng khít nhau : Hv = (n0 -0,5).d = (10 -0,5).6 = 57 (mm) Chiều dài của lò xo khi chưa chịu tải : H0 = Hv + n(t - d) = 57 +6,3(11,8 -6) = 93,54 (mm) Kiểm nghiệm sự ổn định của lò xo :
= 1,95 < 3 Vậy lò xo có hệ số ổn định cao nên không cần lõi sắt để ổn định c. Thiết kế khuôn côn đóng nắp : Ta có : - Đường kính đầu côn : d1 = 26,5 (mm) - Đường kính đáy côn : d2 = 32 (mm) - Góc côn : ( = 100 Từ đó ta tính được chiều cao của phần côn đóng nắp
= 15(mm) Do quá trình làm việc khuôn côn dóng nắp chịu mài mòn ít và cũng do yêu cầu công nghệ nên ta chọn vật liệu chế tạo khuôn côn là thép không gỉ. 6.2. THIẾT KẾ CAM DẪN ĐỘNG : 6.2.1. Chọn vật liệu chế tạo cam : Dùng thép thấm cácbon, tôi và ram thấp với mác thép 18cr Mn; Ti - Có độ cứng bề mặt : 60HRC; lỏi 40 HRC - Độ dai va đập : 1000Kj/m2 - Độ bền kéo : (b = 1000(Mpa) 6.2.3. Đánh giá sơ bộ cơ cấu cam : Cơ cấu cam là cơ cấu thường được sử dụng trong các máy tự động cần có sự phối hợp nhịp nhàng những động tác đồng thời hoặc kế tiếp nhau của cơ cấu chấp hành nhờ có những ưu điểm sau : - Có thể thực hiện bất kỳ quy luật chuyển đông nào của khâu bị dẫn bằng cách chọn biên dạng cam thích hợp. - Năng suất cao - Thuận tiện cho việc phối hợp giữa các chuyển động trong máy * Nhược điểm của có cấu cam : Áp lực trên bề mặt tiếp xúc tương đối lớn do đó các khâu chóng mài mòn là không bền lâu, khi chuyển động nhanh có thể gây va đập giữa cam và cần. Việc chế tạo cam chính xác khó. Tuy nhiên có thể giảm bớt nhược điểm trên trong quá trình thiết kế quy luật chuyển động và các thông số chế tạo được chọn một cách hợp lý. 6.2.3. Chọn qui luật chuyển động của cần : Có nhiều quy luật chuyển động khác nhau, ở đây giới thiệu một số quy luật thường dùng để chọn phương án thiết kế : a. Quy luật vận tốc đều : Quy luật này chỉ chú ý giai đoạn đi xa của cam và cần, theo quy luật ở đầu và cuối giai đoạn đi xa vận tốc đột biến do vậy gia tốc lớn vô hạn (x''( (() tải trọng đột biến với giá trị vô cùng lớn gây nên hiện tượng va đập (va đập cứng). Lúc này điểm tương ứng trên biên dạng lý thuyết của cam là điểm nhọn nên cam chóng mòn, tuy nhiên có nhiều trường hợp quá trình công nghệ yêu cầu cơ cấu phải chuyển động đều hơn thế nữa,quy luật này có ưu điểm lớn là trên trục cam tương ứng tải trọng không đổi, momen M là một hằng số. Thật vậy nếu không kể đến ma sát, theo điều kiện cân bằng công suất ta có :
(với cần đẩy) Với tải trọng Q không đổi và quy luật vận tốc đều ta có : ( M =
Q = const và qui luật vận tốc đều nên ta có:
= conts thì M = const Khắc phục hiện tượng và đập cứng bằng cách bổ sung những đoạn chuyển tiếp trên biên dạng cam làm cho cam lâu mòn hơn. b. Quy luật gia tốc đều : Trong giai đoạn đầu thì chuyển động nhanh dần và trong giai đoạn cuối thì chuyển động chậm dần. Theo quy luật này tại thời điểm gia tốc đột biến cũg xảy ra hiện tượng va đập nhưng chỉ với giá trị hữu hạn không lớn nên gọi là va đập mềm. Lúc này tại điểm tương ứng trên biên dạng lý thuyết của cam có sự đột biến với giá trị bán kính cong. c. Quy luật gia tốc hình cosin : Với quy luật này thì ở giai đoạn đứng xa hoặc đứng gần đều có hiện tượng va đập mềm. Hình 6.2.c d. Quy luật gia tốc hình sin : Theo quy luật này thì gia tốc biến thiên đều không đột biến nên không có hiện tượng va đập. Về mặt tải trọng động tổn thất năng lượng và độ bền lâu của cơ cấu thì đây là quy luật chuyển động tốt nhất, tuy nhiên biên dạng cam này rất khó chế tạo. Hình 6.2.d e. Quy luật gia tốc giảm đều : Cũng giống như quy luật gia tốc cosin khi ở giai đoạn đứng xa hoặc ở thì đều có hiện tượng va đập mềm. * Xuất phát từ yêu cầu chuyển động của đầu đóng dịch chuyển một khoảng là H sau một khoảng thời gian nhất định nên ta chọn cam dẫn động cụm piston đóng nắp là cam thùng và quy luật chuyển động của cần (piston đóng nắp) là quy luật vận tốc đều có đoạn chuyển tiếp vì : Hình 6.2.e - Phù hợp với yêu cầu chuyển động đều khi đóng để điển ra được êm - Khắc phục được hiện tượng va đập nhờ các đoạn chuyển tiếp. - Biên dạng cam đơn giản dễ chế tạo 6.2.2. Tính các thông số của cơ cấu cam : Đoạn chuyển tiếp ở đây là các đoạn hình sin trên đồ thị gia tốc : - Xét giai đoạn đi xa còn giai đoạn về gần thì hoàn toàn tương đối. Ta có 3 giai đoạn như hình sau : Với 0 ( ( ( (c Ở đây (c là góc ứng với giai đoạn chuyển tiếp có : x'' = C1.sin.
x' = -C1.
+ C2 x = -C1.
Điều kiện biên : ( = 0 thì x' =0 ( C2 = C1.
( = 0 thì x = 0 ( C3 = 0 ( = (c thì x = h1 ( C2.(c = h1 nên C2 =
Vậy C2 =
Suy ra C1 =
.(.h1 Do vậy ta có : x = h1
x' =
Hình 6.2.2.a
Với (c ( ( ( (đ - (c Có x' = C4 suy ra x = C4.( + C5 Điều kiện biên : .( = (c thì x = h1; x' =
Hay ta có được h1 = C4.( + C5
= C4 Suy ra C4 =
C5 = -h1 Vậy x =
Khi ( = (đ - (c thì x = h - h1 Tức là
.((đ - (c) - h1 = h - h1 Suy ra : h1 =
.
(*) Vì vậy : x'max = x'(( - (c) =
(**) X''max = x''(( - (c/2) =
(***) Thay phương trình (*) và (***) vào phương trình (**) ta có : X'max =
(6-15) X''max =
(6-16) Với ((đ-(c) ( ( ( (đ Giai đoạn này tương tự giai đoạn : 0 ( ( ( (đ b. Xác định các góc định kỳ của cam : Theo bố trí kết cấu của máy ta chọn góc hợp bởi đường tâm chai vào và ra là ( = 85o. Dự trữ cho mỗi đoạn sau khi chai vào và trước khi chai ra là : (1 = 2,5o vì vậy ta có góc đứng gần của cam : (g = ( + 2(1 = 90o Giai đoạn đứng xa của cam là giai đoạn nắp đã bị biến dạng và lực tác dụng là lớn nhất trong thời gian để nắp kín miệng chai nên góc đứng xa (x ta chọn vừa đủ, dựa trên máy tham khảo ta chọn (x = 30o. Hình 6.2.2.b Góc đi xa và góc về gần lấy bằng nhau, vì vậy : (đ = (v =.,5[360 - ((x + (g)] = 0,5.[360 - (90 + 30)] = 120o c. Lượng nâng h của cam : Theo nguyên lý hoạt động của đầu đóng đã trình bày ta thấy lượng nâng h của cam bằng : h = h1 + h2 + h3 + h4 Trong đó : h1 : khoảng cách từ miệng chai đến mặt dưới piston đóng nắp h1 = 10mm h2 : khoảng cách từ mặt dưới của piston đóng nắp chày đóng nắp : h2 = 28mm h3 : chuyển vị của lò xo ép khi đóng nắp h3 = 17mm h4 : chuyển vị của lò xo đóng nắp h4 = 20mm Vì vậy, ta có h = 10 + 28 + 17 + 20 = 75(mm) d. Tính các giá trị chuyển động : Ở đây ta tính cho giai đoạn đi xa của cam, còn đối với giai đoạn về gần thì ngược lại. (đ = 120o Chọn (c = 3o (góc của đoạn chuyển tiếp) dựa vào công thức (6-15), ta có :
= 3,7.102 (m/s) Vận tốc chuyển động lớn nhất của piston đóng Vmax =
Với Vđ vận tốc vòng của piston đóng Vđ = 0,452 (m/s) Suy ra : Vmax =
= 0,7 (m/s)
= 1,1 (m/s2) Vậy Vmax =
= 1,1 (m/s2) là gia tốc cực đại của piston đóng nắp e. Biên dạng cam : Cam thùng Hình 6.2.2.e Để giảm ma sát ta dùng loại cành đẩy con lăn (piston) biên dạng thực hiện của cam là đường nét đứt (---) f. Hiệu suất của cam và góc áp lực cho phép : Hình 6.2.2.f Hệ số ma sát giữa cam và cần : f'' = f.
Với rc = 14mm bán kính chốt con lắn r1 = 20 bán kính con lăn suy ra f'' = 0,105 Hiệu suất của cơ cấu cam :
Với f = 0,15 hệ số ma sát giữa cần và giá. ( góc áp lực tg( =
(*) Ta có : h1 =
= 0,96(mm) Với h = 75mm R : bán kính của cam; R = 144mm (đ =
.120(rad (c =
.3(rad) Thay vào phương trình (*) ta có :
= 0,255 Suy ra : ( = 14 độ 3 phút Vậy hiệu suất của cơ cấu cam :
= 0,654 Vậy áp lực ( đã chọn (( = 14o 3 phút thỏa mãn điều kiện ( ( [(max] = (30- 40o) 6.2.3. Tính toán công suất dẫn động của hệ thống đóng nắp : Công suất tiêu tốn này nhằm khắc phục ma sát trong ổ trục chuyển động quay thẳng đứng dưới tác dụng trọng lượng của trục và chi tiết bố trí trên nó. Ta cần xác định : - Khối lượng chuyển động quay : G(kg) - Hệ số ma sát : f = 0,15 - Tốc độ quay : n = 30(vòng/phút) Khối lượng quay bao gồm : khối lượng của hệ xi lanh, khối lượng của piston đóng nắp, khối lượng của bàn đỡ chai, bánh răng. Lấy G = 500(kg), khối lượng nàu quay quanh các ổ lăn và ổ bi đỡ chặn. Theo thực tế ở máy ta chọn ổ bi được chặn có ký hiệu 32022X. Momen cản do ma sát ở ổ chặn gây ra là : M1 = Q1.f.r1 = g.G.f.r1 Với f = 0,15 là hệ số ma sát Với r =
; ổ 32022x thì : d = 110(mm); D = 160(mm) Nên r1
=
= 67,5(mm) Suy ra M1 = 9,81.500.0,15.67,5 = 59663 (N/mm)
= 0,187 (kw) Công suất yêu cầu để khắc phục ma sát ở ổ chặn : Do hệ thống dùng ổ đỡ chặn giống nhau nên công suất cần thiết để quay hệ thống đóng nắp là : Ncđ = 0,374 (kw) Quy về bánh răng Z3 :
Với ( = 0,952.0,9952 = 0,893 Vậy
= 0,418 (kw) Như vậy công suất chung của cả hệ thống cấp chai và hệ thống đóng nắp là : N = Mcc + Nđc = 0,2098 + 0,4188 = 0,6286 (kw) Theo bảng 21 [1] ta chọn loại động cơ điện không đồng bộ 3 pha che kín có quạt gió ký hiệu : A02-21-4 Có : Nđc = 1,1(kw); n = 1400 (v/p); ( = 78% Từ động cơ có số vòng quay n = 1400v/ph ta có : Tốc độ quay của trục III NIII = i3.nIII = 1,5.30 = 45 (v/ph) Tỷ số truyền đai và trục vít bánh vít : Ta có : i1.i2 =
= 31,111 Chọn tỷ số truyền của hộp giảm tốc trục vít i2 = 18