Tài liệu Thiết kế và chế tạo hệ thống cân băng tải động

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHOA CƠ KHÍ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGÀNH: KỸ THUẬT CƠ ĐIỆN TỬ ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO HỆ THỐNG CÂN BĂNG TẢI TRỌNG Người hướng dẫn: TS. NGÔ THANH NGHỊ Người duyệt: TS. NGUYỄN DANH NGỌC Sinh viên thực hiện: NGUYỄN VIẾT TRUNG TRẦN VĂN TIẾN Số thẻ sinh viên : 101140167 101140166 Lớp: 14CDT1 Đà Nẵng, 06/2019 TÓM TẮT ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Tên đề tài: Thiết kế và chế tạo hệ thống cân băng tải động. Sinh viên thực hiện: Nguyễn Viết Trung, Trần Văn Tiến Số thẻ SV:101140167, 101140166 Lớp: 14CDT1 Tóm tắt đồ án Nhu cầu thực tế của đề tài. 1. Trong quá trình sản xuất, việc vận chuyển vật liệu từ nơi khai thác, bãi tập kết hoặc kho chứa nguyên vật liệu là điều diễn ra thường xuyên và liên tục, tuy nhiên quá trình đó đòi hỏi phải liên tục, pha trộn nguyên liệu phải chính xác. Phải thấy và cân được khối lượng nguyên vật liệu theo yêu cầu của thành phẩm. Để giải quyết những vấn đề này hệ thống cân băng định lượng sẽ được sử dụng giúp cho hoạt động của những nhà máy diễn ra liên tục không bị ngắt quãng. Từ những yêu cầu đó nhóm quyết định tiến hành lên ý tưởng và tiến hành thực hiện đề tài “Thiết kế và chế tạo hệ thống cân băng tải động”. Hệ thống sẽ xác định được khối lượng vật liệu một cách liên tục. 2. Phạm vi nghiên cứu của đề tài tốt nghiệp. Trong đề tài này, nhóm tác thiết kế cơ cấu cho máy, tìm hiểu các phương pháp cân để đưa ra phương án tối ưu nhất, nghiên cứu tính thiết thực của sản phẩm và đưa ra giải pháp phù hợp để đảm bảo năng suất chất lượng sản phẩm, từ đó: - Tính toán thiết kế các hệ truyền động chính.. - Thiết kế và thi công hệ thống cấp vật liệu và hệ thống cân. 3. Nội dung thực hiện. - Số trang thuyết minh: 60 trang. - Số bản vẽ: 4A0 - Mô hình: 1 hệ thống cân băng tải động 4. Kết quả. - Tính thiết thực và lý do lựa chọn đề tài. - Đưa ra các phương án thiết kế và lựa chọn phương án tối ưu nhất. - Tính toán các cơ cấu và lựa chọn động cơ và hệ dẫn động. - Thực hiện lập trình và điều khiển hệ thống đúng yêu cầu. - Sử dụng phần mềm visual studio để giao tiếp máy tính. - Sai số cho phép: 10% ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHOA CƠ KHÍ CỘNG HÒA XÃ HÔI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập - Tự do - Hạnh phúc NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Họ tên sinh viên: Nguyễn Viết Trung Họ tên sinh viên: Trần Văn Tiến Số thẻ sinh viên: 101140167 Số thẻ sinh viên: 101140166 Lớp: 14CDT1 Khoa: Cơ khí Ngành: Cơ điện tử 1. Tên đề tài đồ án: THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO HỆ THỐNG CÂ BĂNG TẢI ĐỘNG. 2. Đề tài thuộc diện: ☐ Có ký kết thỏa thuận sở hữu trí tuệ đối với kết quả thực hiện 3. Các số liệu và dữ liệu ban đầu: Dựa vào dữ liệu thực tế 4. Nội dung các phần thuyết minh và tính toán: …...……………………………………………………………………………………… …...……………………………………………………………………………………… …...……………………………………………………………………………………… …...……………………………………………………………………………………… …...……………………………………………………………………………………… 5. Các bản vẽ, đồ thị ( ghi rõ các loại và kích thước bản vẽ ): Bản vẽ tổng thể 1A0 Bản vẽ sơ đồ động 1A0 Bản vẽ chi tiết 1A0 Bản vẽ sơ đồ điện và lưu đồ thuật toán 1A0 6. Họ tên người hướng dẫn: TS. Ngô Thanh Nghị 7. Ngày giao nhiệm vụ đồ án: /02/2019 8. Ngày hoàn thành đồ án: 01/06/2019 Đà Nẵng, ngày 03 tháng 06 năm 2019 Trưởng Bộ môn Kỹ thuật Người hướng dẫn. Cơ điện tử TS. Ngô Thanh Nghị. ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG CỘNG HÒA XÃ HÔI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA Độc lập - Tự do - Hạnh phúc KHOA CƠ KHÍ NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP STT Họ tên sinh viên Số thẻ SV Ngành Lớp 1 Nguyễn Viết Trung 101140167 14CDT1 CƠ ĐIỆN TỬ 2 Trần Văn Tiến 101140166 14CDT1 CƠ ĐIỆN TỬ 1. Tên đề tài: THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO HỆ THỐNG CÂN BĂNG TẢI ĐỘNG 2. Đề tài thuộc diện: ☐ Có ký kết thỏa thuận sở hữu trí tuệ đối với kết quả thực hiện 3. Các số liệu và dữ liệu ban đầu: 4. Nội dung các phần thuyết minh và tính toán: a) Phần chung: STT 1 2 Họ tên sinh viên Nguyễn Viết Trung Nội dung - Tìm hiểu một số loại cơ cấu ngoài thực tế để đưa ra ý tưởng tốt nhất. Đưa ra nguyên lí, lựa chọn các cơ cấu phù hợp - để thiết kế. Chế tạo hệ thống. - Trần Văn Tiến b) Phần riêng: STT Họ tên sinh viên Nội dung 1 Nguyễn Viết Trung Thiết kế hệ thống bằng Solidworks, hoàn thành thuyết minh. 2 Trần Văn Tiến Thiết kế giao diện trên Visual studio, tìm hiểu code điều khiển, slide thuyết minh. 5. Các bản vẽ, đồ thị ( ghi rõ các loại và kích thước bản vẽ ): a) Phần chung: STT Họ tên sinh viên 1 Nguyễn Viết Trung 2 Trần Văn Tiến Nội dung - Bản vẽ tổng thể 1A0 b) Phần riêng : STT 1 2 Họ tên sinh viên Nguyễn Viết Trung Trần Văn Tiến Nội dung - Bản vẽ chi tiết 1A0 - Bản vẽ sơ đồ động 1A0 - Bản vẽ lưu đồ thuật toán 1A0 - Bản vẽ sơ đồ mạch điện 6. Họ và tên người hướng dẫn: TS. Ngô Thanh Nghị 7. Ngày giao nhiệm vụ đồ án: /02/2019 8. Ngày hoàn thành đồ án: 01/06/ 2019 Đà Nẵng, ngày 01 tháng 06 năm 2019 Trưởng Bộ môn Kỹ thuật Cơ điện tử Người hướng dẫn. TS. Ngô Thanh Nghị. LỜI NÓI ĐẦU Ngày nay nay với những ứng dụng của khoa học kỹ thuật tiên tiến, thế giới của chúng ta đã và đang một ngày thay đổi, văn minh và hiện đại hơn. Cùng với đó là quá trình “Công nghiệp hóa- Hiện đại hóa” đất nước, các hệ thống dây chuyền sản xuất tự động có năng suất và chất lượng sản phẩm ngày càng cao, công nhân ngày càng dễ dàng thực hiện những công đoạn sản xuất hơn, các quản lí cũng dễ dàng trong việc kiểm soát và đánh giá sản phẩm. Tuy nhiên việc tiếp cận các hệ thống dây chuyền như vậy còn hạn chế ở nước ta, chủ yếu phải nhập từ nước ngoài. Với mục tiêu đóng góp một phần nhỏ vào nghành công nghiệp của đất nước, trên cơ sở những kiến thức đã học về cơ khí, điện tử, điều khiển tự động... nhóm quyết định thực hiện để tài: “Hệ thống Cân băng tải động”. Đề tài này giúp nhóm tìm hiểu thêm về các thiết bị điện tử, các dây chuyền công nghệ, lập trình… và các kinh nghiệm thực tế rất có ích cho công việc sau này của nhóm. Nhóm xin chân thành cảm ơn sự hướng dẫn chỉ bảo nhiệt tình của thầy TS.Ngô Thanh Nghị và thầy TS.Đặng Phước Vinh đã giúp đỡ nhóm rất nhiều trong quá trình tiềm hiểu thiết kế và hoàn thành đề tài đồ án này. Cùng với sự cố gắng và nỗ lực nhóm đã hoàn thành xong đồ án của mình, tuy nhiên trong thời gian ngắn thực hiện đề tài cộng với kiến thức còn nhiều hạn chế, nên trong tập đồ án này không tránh khỏi thiếu sót, nhóm thực hiện rất mong được sự đóng góp ý kiến của thầy và các bạn sinh viên. Đà Nẵng ,ngày 01 tháng 06 năm 2019 Sinh viên thực hiện Nguyễn Viết Trung i Trần Văn Tiến LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan số liệu và kết quả nghiên cứu trong luận văn này là trung thực và chưa hề được sử dụng để bảo vệ một học vị nào. Mọi sự giúp đỡ cho việc thực hiện luận văn này đã được cảm ơn và các thông tin trích dẫn trong luận văn đã được chỉ rõ nguồn gốc rõ ràng và được phép công bố. Sinh viên thực hiện Nguyễn Viết Trung ii Trần Văn Tiến Mục lục Tóm tắt Nhiệm vụ đồ án Lời nói đầu và cảm ơn Lời cam đoan liêm chính học thuật Mục lục i ii iii Danh sách các bảng biểu, hình vẽ và sơ đồ Danh sách các cụm từ viết tắt v vii Trang Chương 1: GIỚI THIỆU TỔNG QUAN .................................................................. 2 1.1. Giới thiệu đề tài: ........................................................................................... 2 1.1.1. Khái niệm cân băng tải động: ..................................................................... 2 1.1.2. Cấu tạo của cân băng tải động: ................................................................... 2 1.1.3. Nguyên lý hoạt động của hệ thống cân băng tải động: ................................ 3 1.2. Các ứng dụng trong thực tế: ........................................................................... 6 1.2.1 Cân băng tải định lượng liên tục – băng tải điều khiển phối trộn: ................ 6 1.2.2. Cân nguyên liệu bằng băng tải động: .......................................................... 7 1.3.1. Giới thiệu các khối cơ bản của hệ thống: .................................................... 9 1.3.2. Nguyên lý hoạt động của hệ thống: ....................................................... 9 1.3.3. Yêu cầu công nghệ của hệ thống: ............................................................. 10 1.4. Lý do chọn đề tài: .......................................................................................... 10 1.5. Cấu trúc của đồ án: ....................................................................................... 10 Chương 2: THIẾT KẾ HỆ THỐNG CƠ KHÍ........................................................ 11 2.1. Thiết kế phần khung của hệ thống: ........................................................... 11 2.1.1. Giới thiệu phần mềm thiết kế 3D Solidworks: .......................................... 11 2.1.2. Thiết kế phần khung hệ thống sơ bộ trên phần mềm Solidworks: ............ 13 2.2. Giới thiệu về phần cứng của hệ thống:......................................................... 16 2.2.1.Băng tải: .................................................................................................... 16 2.2.2. Động cơ điện: ........................................................................................... 18 iii 2.2.3 Tính chọn bộ truyền: ................................................................................. 19 2.2.4 Encoder: .................................................................................................... 21 2.2.5 Module điều khiển tốc độ động cơ DC L298: ............................................ 22 Chương 3: THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN .............................................. 23 3.1. Giới thiệu một số phần mềm sử dụng: ......................................................... 23 3.1.1. Phần mềm Arduino IDE: .......................................................................... 23 3.1.2 Phầm mềm Visual Studio: ......................................................................... 24 3.2. Arduino: ........................................................................................................ 25 3.2.1. Giới thiệu về Arduino:.............................................................................. 25 3.2.2. Arduino Uno: ........................................................................................... 25 3.3. Loadcell: ........................................................................................................ 26 3.3.1. Khái niệm loadcell: .................................................................................. 26 3.3.2. Cấu tạo loadcell:....................................................................................... 27 3.3.3. Nguyên lí hoạt động của Loadcell: ........................................................... 28 3.3.4. Phân loại: ................................................................................................. 29 3.3.5. Loadcell 10kg YZC 133 sử dụng trong mô hình; ...................................... 29 3.3.6. Một số thiết bị chuyển đổi tín hiệu loadcell trong công nghiệp: ................ 31 3.4. Thiết kế hệ thống điều khiển: ....................................................................... 33 3.4.1. Sơ đồ nguyên lí mạch điều khiển của hệ thống: ........................................ 33 3.4.2.Nguyên lí hoạt động của mạch: ................................................................. 34 3.5. Lập trình điều khiển cho hệ thống: .............................................................. 34 3.3.1. Lập trình cho Arduino: ............................................................................. 34 Chương 4: KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN ĐỀ TÀI .............................. 35 4.1. Kết quả đạt được của đề tài:......................................................................... 35 4.2. Hướng phát triển: ......................................................................................... 35 TÀI LIỆU THAM KHẢO ....................................................................................... 36 GIỚI THIỆU ĐỀ TÀI BẰNG TIẾNG ANH……………………………………….37 PHỤ LỤC ................................................................................................................. 38 iv DANH SÁCH CÁC BẢNG, HÌNH VẼ Hình 1.1: Cấu tạo cân băng tải động. ........................................................................... 2 Hình 1.2: Mô tả cách xác định khối lượng. .................................................................. 4 Hình 1.3: Hệ thống cân băng tải điều khiển phối trộn................................................... 6 Hình 1.4: Sơ đồ nguyên lý hệ thống. ............................................................................ 7 Hình 1.5: Hệ thống cân băng tải dăm gỗ. ..................................................................... 8 Hình 1.6: Hệ thống cân băng tải trong khai thác khoáng sản. ....................................... 8 Hình 1.7: Các khối cơ bản của hệ thống. ...................................................................... 9 Hình 2.1: Phần mềm Solidworks phiên bản 2016. ...................................................... 11 Hình 2.2: Hệ thống cân băng tải động thiết kế bằng phần mềm Solidworks. .............. 14 Hình 2.3: Chi tiết phểu thiết kế sơ bộ trên Solidworks. .............................................. 14 Hình 2.4: Cụm chi tiết gá đặt loadcell. ....................................................................... 15 Hình 2.5: Hình ảnh thực tế của hệ thống .................................................................... 15 Hình 2.6: Một hệ thống vận chuyển sử dụng băng tải................................................. 16 Hình 2.7: Băng tải vận chuyển cát.............................................................................. 16 Hình 2.8: Cấu tạo chung băng tải. .............................................................................. 17 Hình 2.9: Động cơ điện. ............................................................................................ 18 Hình 2.10: Động cơ điện 1 chiều và động cơ điện xoay chiều. ................................... 18 Hình 2.11: Động cơ điện một chiều. .......................................................................... 19 Hình 2.12: Cấu tạo bộ truyền đai. ............................................................................. 19 Hình 2.13: Cấu tạo bộ truyền xích............................................................................. 20 Hình 2.14: Truyền động xích. .................................................................................... 21 Hình 2.15: Encoder xoay ........................................................................................... 21 Hình 2.16: Module L298............................................................................................ 22 Hình 3.1: Giao diện phầm mềm Arduino IDE. ........................................................... 23 Hình 3.2: Giao diện của hệ thống trên Visual Studio. ................................................. 24 Hình 3.3: Arduino Uno. ............................................................................................. 25 Hình 3.4: Loadcell ngoài thực tế. ............................................................................... 27 Hình 3.5: Cấu tạo loadcell.......................................................................................... 27 Hình 3.6: Cấu tạo các điện trở bên trong loadcell. ...................................................... 28 Hình 3.7: Mô tả thay đổi loadcell khi có lực tác dụng. ............................................... 28 Hình 3.8: Sơ đồ điện trở Loadcell. ............................................................................. 28 Hình 3.9: Một số loại Loadcell thông dụng. ............................................................... 29 Hình 3.10: Loadcell 10kg YZC-133. .......................................................................... 30 Bảng 3.1: Thông số kĩ thuật loadcell. ......................................................................... 30 v Hình 3.11: Kích thước loadcell 10kg YZC-133. ........................................................ 31 Hình 3.12: Bộ chuyển đổi tín hiệu loadcell KELI KM02A. ........................................ 31 Hình 3.13: Bộ chuyển đổi tín hiệu loadcell DS 7200. ................................................. 32 Hình 3.14: Module Hx 711. ....................................................................................... 32 Hình 3.15: Sơ đồ nguyên lý mạch điều khiển của hệ thống. ....................................... 33 Hình 3.16: Mạch tổng thể của hệ thống. ..................................................................... 34 vi DANH SÁCH CÁC KÝ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT KÝ HIỆU: …….…….......................................................................................................................... …….…….......................................................................................................................... …….…….......................................................................................................................... …….…….......................................................................................................................... …….…….......................................................................................................................... …….…….......................................................................................................................... CHỮ VIẾT TẮT: …….…….......................................................................................................................... …….…….......................................................................................................................... …….…….......................................................................................................................... …….……......................................................................................................................... vii THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO HỆ THỐNG CÂN BĂNG TẢI ĐỘNG MỞ ĐẦU Trong quá trình sản xuất, việc vận chuyển vật liệu từ nơi khai thác, bãi tập kết hoặc kho chứa nguyên vật liệu là điều diễn ra thường xuyên và liên tục, tuy nhiên quá trình đó đòi hỏi phải liên tục, pha trộn nguyên liệu phải chính xác. Phải thấy và cân được khối lượng nguyên vật liệu theo yêu cầu của thành phẩm. Để giải quyết những vấn đề này hệ thống cân băng định lượng sẽ được sử dụng giúp cho hoạt động của những nhà máy diễn ra liên tục không bị ngắt quãng. Chính vì vậy sau một quá trình nghiên cứu và tiềm hiểu chúng em quyết định chọn đề tài hệ thống cân băng tải động làm đề tài nghiên cứu và thực hiện của mình. Trên cơ sở nguyên liệu đầu vào là cát , lưu lượng cân từ 0-250g/s, với đề tài này bọn em có thể tiểm hiểu về nhiều lĩnh vực khác nhau như cơ khí, lập trình , điều khiển tự động…. Mục tiêu của nhóm là có thể chế tạo thành công hệ thống cân hoạt động ổn định và khối lượng nằm trong sai số cho phép. Sinh viên thực hiện: Nguyễn Viết Trung Trần Văn Tiến Giáo viên hướng dẫn: TS.Ngô Thanh Nghị 1 THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO HỆ THỐNG CÂN BĂNG TẢI ĐỘNG Chương 1: GIỚI THIỆU TỔNG QUAN 1.1. Giới thiệu đề tài: 1.1.1. Khái niệm cân băng tải động: Cân băng tải động là một hệ thống băng tải kết hợp với cân điện tử. Nó có thể cân định lượng khối lượng nguyên liệu cho quá trình sản xuất sản phẩm ngay trên hệ thống băng truyền cấp liệu. Điều này giúp cho quá trình hoạt sản xuất của doanh nghiệp được diễn ra liên tục, đảm bảo được khối lượng thành phần nguyên liệu cho sản phẩm là đạt chuẩn. Từ đó giúp cho chất lượng sản phẩm đầu ra tốt nhất, đạt tiêu chuẩn cao và mang lại nhiều giá trị hơn. 1.1.2. Cấu tạo của cân băng tải động: Cân băng tải động gồm có những thành phần cấu tạo chính sau đây: Hình 1.1: Cấu tạo cân băng tải động. 1.1.2.1. Hệ thống khung cơ khí: Khung cơ khí phần giá đỡ toàn bộ hệ thống • Phễu chứa và cấp liệu. • Hệ thống con lăn băng tải. • Băng tải vân chuyển nguyên liệu • Một số linh kiện, phụ kiện hỗ trợ khác 1.1.2.2. Hệ thống cảm biến, điều khiển: • Thiết bị cảm biến lực (loadcell cân băng định lượng) Sinh viên thực hiện: Nguyễn Viết Trung Trần Văn Tiến Giáo viên hướng dẫn: TS.Ngô Thanh Nghị 2 THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO HỆ THỐNG CÂN BĂNG TẢI ĐỘNG • Thiết bị cảm biến tốc độ • Bộ chỉ thị điều khiển • Bộ điều khiển tốc độ động cơ • Động cơ truyền động 1.1.2.3. Hệ thống điều khiển tự động hóa: • Hệ thống tủ điện điều khiển trung tâm • Phần mềm điều khiển cân băng định lượng Tương ứng với mỗi hệ thống cân băng định lượng sẽ có thông số kỹ thuật riêng của nó để phù hợp cho loại nguyên liệu, sản phẩm và dây truyền của doanh nghiệp. Hiện nay cân băng định lượng đang được sử dụng rất phổ biến trong các dây chuyền sản xuất cần định lượng như: Nhà máy sản xuất thạch cao (cân băng định lượng trong nhà máy thạch cao), nhà máy xi măng, nhà máy phân bón, nhà máy gạch, đóng gói bột, bánh kẹo, sữa,... Bên cạnh đó, cân băng tải còn được sử dụng nhiều trong các công ty chế biến, khai thác khoáng sản, nhiệt điện... Dựa vào nhu cầu của doanh nghiệp sẽ lựa chọn cho mình một hệ thống cân băng phù hợp. Về mặt kỹ thuật cân băng tải định lượng sẽ khác nhau, còn về mặt nguyên lý hoạt động thì tương tự nhau. 1.1.3. Nguyên lý hoạt động của hệ thống cân băng tải động: Về cơ bản, quá trình hoạt động của cân băng sẽ qua các giai đoạn sau: >>Cấp liệu vào phiễu chứa >> Cấp liệu lên băng tải >> Xác định khối lượng/Xác định tốc độ chạy >> Phân tích thông số thô >> Xác định được khối lượng chuẩn >> Điều khiển định mức chuẩn >> Hệ thống hoạt động vòng lặp. Cách xác định khối lượng nguyên liệu qua băng tải Vật liệu được dẫn đến một khung modul gá loadcell (sàn cân) được đặt sẵn dưới băng tải và giới hạn bởi 2 con lăn. thông qua 1 hoặc nhiều con lăn cân, trọng lượng vật liệu cân sẽ tác động một lực lên loadcell L/C và dây băng tải. Sinh viên thực hiện: Nguyễn Viết Trung Trần Văn Tiến Giáo viên hướng dẫn: TS.Ngô Thanh Nghị 3 THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO HỆ THỐNG CÂN BĂNG TẢI ĐỘNG Hình 1.2: Mô tả cách xác định khối lượng. Tín hiệu đầu ra của loadcell tỉ lệ với tải nền, tín hiệu điện áp này được khuyếch đại và chuyển đến đầu cân có các vi xử lý chuyển đổi tín hiệu tương tự sang tín hiệu số. Tam giác màu trắng hiển thị sự phân bố của tải trọng trên giường cân chỉ có 1 con lăn cân (con lăn chứa loadcell) chỉ một nửa trọng lượng của vật liệu tác động lên con lăn cân. Sự chuyển đổi tải tỉ lệ ra chiều dài giường cân được chấp nhận dùng trong kỹ thuật cân. Leff = Lg/2 Leff = chiều dài hiệu dụng trên tải trọng nền Lg = chiều dài tải trọng nền Đối với giường cân của hệ thống có nhiều con lăn cân( con lăn có gắn loadcell) p, hệ số là khác 1/2. Tải trọng băng tải tính bằng kg/m: Q = QB/Leff QB = tải trọng nền Tốc độ băng tải: Một phép đo tiếp theo cần thiết để tính năng suất cấp liệu là tốc độ băng tải v, để đo được tốc độ băng tải thường dùng 1 cảm biến để đo trực tiếp tốc độ băng tải hoặc là dùng cảm biến để đo tốc độ động cơ sau đó tính ra tốc độ băng tải. Sinh viên thực hiện: Nguyễn Viết Trung Trần Văn Tiến Giáo viên hướng dẫn: TS.Ngô Thanh Nghị 4 THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO HỆ THỐNG CÂN BĂNG TẢI ĐỘNG Nếu tải trọng băng không đổi và không yêu cầu độ chính xác cao thì đo tốc độ có thể ko cần thiết. Năng suất: Năng suất I được tính như sau: I = Q*v = QB*v/Leff Trong đó: I: Năng suất. Kg/s Q: Tải trọng băng tải. Kg/m QB: Tải trọng nền. Kg v: Tốc độ băng tải. m/s Leff: Chiều dài hiệu dụng trên tải trọng nền. m Lg: Chiều dài tải trọng nền.m I (Kg/h) = Q*v*3600 I tính bằng kg/h 1.1.3.1. Bộ phận cơ khí: (Phễu chứa, cửa cấp liệu, băng tải, con lăn lớn và con lăn nhỏ): Nơi cấp liệu đầu vào, bao gồm phễu chứa và cấp liệu. Tại đây, liệu được đổ vào phễu chứa và bắt đầu quy trình của cân băng. Liệu qua cửa cấp liệu (Vít tải hoặc cửa xả) chảy xuống băng tải. Toàn bộ băng tải chảy liệu được gá trên khung cân băng, trên các con lăn trong đó con lăn lớn làm nhiểm vụ tải băng, con lăn nhỏ dùng gá đỡ cho băng tải chạy. Trong số băng tải nhỏ sẽ có bộ bận được cảm biện trọng lượng (loadcell) để kiểm tra, đong đếm khối lượng chảy trên băng. 1.1.3.2. Bộ phận cảm biến: ( Loadcell cảm biến trọng lượng, encoder cảm biến tốc độ): Được gá trên những con lăn nhỏ, tại nơi đây sẽ xuất hiện những trọng lực tác dụng trực tiếp lên con lăn và thông số đó sẽ được gửi về bộ phận điều khiển. Encoder cảm biến tốc độ sẽ có nhiệm vụ, kiểm tra tốc tộ chạy của băng tải, từ đó sẽ đưa ra được thông số tốc độ của băng tải. Kết hợp 2 thông số này lại sẽ có được thông số khối lượng trên giờ để điều chỉnh được chính xác nhất. Sinh viên thực hiện: Nguyễn Viết Trung Trần Văn Tiến Giáo viên hướng dẫn: TS.Ngô Thanh Nghị 5 THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO HỆ THỐNG CÂN BĂNG TẢI ĐỘNG 1.1.3.3. Bộ phận điều khiển (Đầu cân hiển thị điều khiển, tủ điện điều khiển cân băng, phần mềm cân băng): Từ những thông số kỹ thuật truyền về từ cảm biến tốc độ và cảm biến lực, qua đầu cân điểu khiển xủa lý thông tin sau đó sẽ được gửi về phần mềm điều khiển trên máy tính. Từ đây những thông số thô sẽ được xử lý và phản hồi ngược lại tủ điện. Tại tủ điện điều khiển trung tâm sẽ có được những quyết định, thông số thời gian chạy trên băng và từ đó kiểm soát được đúng định mức khối lượng / thời gian cân thiết. 1.2. Các ứng dụng trong thực tế: 1.2.1 Cân băng tải định lượng liên tục – băng tải điều khiển phối trộn: Phổ biến trong các nhà máy phối trộn sản xuất phân bón, xi măng và phối trộn bê tông. Hình 1.3: Hệ thống cân băng tải điều khiển phối trộn. Máy hoạt động theo phương pháp cân liên tục cùng lúc trên hệ thống băng tải cân, mỗi băng tải cân 1 loại nguyên liệu khác nhau theo tỉ lệ khác nhau, sau đó các băng tải cân sẽ đổ liệu liên tục và rải đều lên băng tải dẫn tới hệ thống máy trộn. Đảm bảo tỷ lệ phối theo đơn phối liệu để sản phẩm được sản xuất ra đạt chất lượng theo yêu cầu, chất lượng sản phẩm được ổn định, tiết kiệm chi phí sản xuất kinh doanh. Sinh viên thực hiện: Nguyễn Viết Trung Trần Văn Tiến Giáo viên hướng dẫn: TS.Ngô Thanh Nghị 6 THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO HỆ THỐNG CÂN BĂNG TẢI ĐỘNG Hệ thống bao gồm khung đỡ và dây băng tải chạy liên tục, modul gá loadcell được bố trí bên dưới băng tải (gần đầu tháo liệu băng tải). Tín hiệu loadcell đưa về đầu phân giải cân (indicator). Tùy theo giá trị cài đặt trên đầu cân mà ta đã chọn và nhập thì đầu cân sẽ tính tổng lưu lượng nguyên liệu chạy liên tục qua băng tải (tổng giá trị) hoặc đưa tín hiệu anolog ra biến tần điều khiển vận tốc dòng chảy cố định theo khối lượng/giờ. Hình 1.4: Sơ đồ nguyên lý hệ thống. Đối với cân định lượng loại băng tải có mức độ chính xác từ ± 0,25% đến ± 3% tùy theo loại cân và yêu cầu của đơn vị sản xuất. Thành phần chính của hệ thống cân định lượng bao gồm Đầu cân, Loadcell, biến tần điều khiển tốc độ động cơ, sensor giám sát tốc độ, sensor giám sát lệch băng, động cơ, kết cấu băng tải.... Với một khối lượng cài đặt ban đầu (set point) hệ thống cân sẽ so sánh kết quả cân (actual value) với giá trị cài đặt, nếu khối lượng thực tế nhỏ hơn khối lượng cài đặt, hệ thống sẽ tăng tốc độ động cơ cho đến khi nào đạt được giá trị cài đặt. Nếu kết quả lớn hơn thì ngược lại. Do yêu cầu độ chính xác cao nên cân định lượng thường có cấu tạo 2 loadcell 2 bên. 1.2.2. Cân nguyên liệu bằng băng tải động: Trong thực tế hệ thống được áp dụng nhiều trong việc xác định khối lượng của nguyên vật liệu ở trong các nhà máy sản xuất. Các nguyên liệu đó phổ biến như cát, dăm gỗ, than đá, khoáng sản… Dưới đây là một vài hình ảnh trong sản xuất thực tế. Sinh viên thực hiện: Nguyễn Viết Trung Trần Văn Tiến Giáo viên hướng dẫn: TS.Ngô Thanh Nghị 7