Nghiên cứu thiết kế cơ cấu công tác hệ thống đổ sợi máy sợi con

Tóm tắt Nghiên cứu thiết kế cơ cấu công tác hệ thống đổ sợi máy sợi con: ... 1 được mô tả trên H 3 Hội nghị toàn quốc lần thứ 7 về Cơ điện tử - VCM-2014 VCM-2014 H. 3 Sơ đồ chuyển vị giá kẹp bước 1 Chu trình đổ sợi bắt đầu từ vị trí chờ của giá kẹp: Điểm xuất phát của giá kẹp từ vị trí 1 đi xuống 1’ để kẹp lõi trên băng tải sau đó di chuyển về vị trí 1, giàn ...kẹp nên tải trọng mà các mô đun phải chịu là như nhau, do đó để tính toán bền với toàn bộ cơ cấu nâng hạ ta qui về tính toán với một mô đun. Lược đồ một mô đun cơ cấu nâng hạ mô tả trên H7. H. 7 Sơ đồ động lực học cơ cấu nâng – hạ 1,2 – Thanh truyền; 3 – Gối đỡ trượt, xoay; B,D-Gối xoay; ... và kết quả tương ứng lần lượt là (bảng 4): Bảng 4. Kết quả tính toán góc mở α 1 = 110 β1 = 35,50 f1’ = 1005,7 mm α 2 = 00 β1 =00 f1’ = 945 mm α 3 = 40 β3 =12,240 f3’ = 968,2 mm Hội nghị toàn quốc lần thứ 7 về Cơ điện tử - VCM-2014 VCM-2014 Hành trình xi lanh tương ứng khi giá kẹp dỡ l...

pdf7 trang | Chia sẻ: havih72 | Lượt xem: 200 | Lượt tải: 0download
Nội dung tài liệu Nghiên cứu thiết kế cơ cấu công tác hệ thống đổ sợi máy sợi con, để tải tài liệu về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
Hội nghị toàn quốc lần thứ 7 về Cơ điện tử - VCM-2014 
VCM-2014 
Nghiên cứu thiết kế cơ cấu công tác hệ thống đổ sợi máy sợi con 
Research and design the operating mechanism of spinning 
machine in doffing system 
Phạm Văn Hùng, Hoàng Văn Gợt, Nguyễn Xuân Chung 
Viện Nghiên cứu Cơ khí, Bộ Công Thương 
Trường Đại học Công nghiệp Hà Nội 
e-Mail: hungphv@narime.gov.vn, gotnarime@yahoo.com.vn, ngxchung@gmail.com 
Tóm tắt 
Hệ thống đổ sợi tự động có nhiệm vụ tháo dỡ búp sợi 
đã quấn đủ sợi ra khỏi băng máy và đặt lõi búp sợi 
vào băng máy sợi con thay thế cho các thao tác thủ 
công. Bài báo trình bày kết quả nghiên cứu, tính toán 
một số thông số kỹ thuật quan trọng và kiểm bền trục 
chính cơ cấu công tác trong hệ thống đổ sợi tự động 
máy sợi con loại 500 cọc. Kết quả nghiên cứu được 
ứng dụng để thiết kế cơ cấu công tác của hệ đổ sợi tự 
động, đáp ứng yêu cầu chu trình làm việc được đặt ra 
của hệ thống. 
Từ khóa: Hệ thống đổ sợi, máy sợi con, tính toán 
thiết kế 
Abstract 
The function of Automation doffing system is to take 
down bobbins from warping creel and built-up it on 
spinning machine bed to replace manual operation. In 
this paper, authors have presented research result and 
calculating for main technical parameters and strength 
test for operating mechanism engine shaft with 500 
bobbins of automation doffing system. The research 
results were applied for designing of automation 
doffing operating mechanism to meet the requirement 
by the system. 
Keywords: Doffing system, spinning machine, 
economic design. 
1. Phần mở đầu 
Hiện nay, các máy sợi con được sử dụng tại các dây 
chuyền kéo sợi tại Việt Nam đều được nhập từ nước 
ngoài và có hai loại: loại máy đổ sợi thủ công, tức là 
sau khi kết thúc quá trình kéo sợi thì việc lấy búp sợi 
và lắp lõi sợi vào máy sợi con do con người thao tác 
bằng tay; loại máy có hệ thống đổ sợi tự động tức là 
các thao tác thủ công như trên đều được tự động hóa. 
Việc tự động hóa khâu đổ sợi cho máy sợi con có ý 
nghĩa to lớn về giảm số lượng công nhân vận hành, 
tăng thời gian hoạt động của máy, giảm nhiều thời 
gian phụ và các chi phí khác trong sản xuất. 
Cơ cấu đổ sợi là cơ cấu công tác của hệ thống đổ sợi 
tự động thực hiện nhiệm vụ tháo dỡ búp sợi ra khỏi 
giá cọc sợi và cấp lõi sợi vào giá cọc máy sợi con, 
theo một chu trình đổ sợi xác định. Trong giới hạn 
của bài báo này, nhóm tác giả nêu phương pháp tính 
toán, thiết kế cơ cấu công tác cho hệ thống đổ sợi của 
máy sợi con, phục vụ cho việc đầu tư nâng cấp cho số 
lượng lớn máy sợi con đang sử dụng đổ sợi thủ công, 
thay thế sản phẩm nhập khẩu. 
2. Nội dung chính và kết quả nghiên cứu 
2.1. Cấu tạo và chức năng của hệ thống đổ sợi 
[3],[4],[5],[6],[7] 
Cấu tạo hệ thống đổ sợi được mô tả trên H1, gồm các 
bộ phận chính sau: 
1-Giá suốt sợi máy sợi con: băng để lắp hệ thống cọc 
sợi; 2-Giá đỡ máy sợi con: khung chính của máy sợi 
con; 3-Băng truyền búp sợi: băng để vận chuyển búp; 
4-Cơ cấu nâng- hạ: cơ cấu thực hiện nâng, hạ giá kẹp 
búp sợi; 5-Giá kẹp búp sợi: giá để kẹp búp , lõi búp 
sợi; 6-Trục dẫn động: trục chính để dẫn chuyển động 
quay và tịnh tiến ; 7-Khớp nối trục dẫn: khớp nối các 
đoạn trục dẫn; 8-Bộ truyền vít me –đai ốc: tạo chuyển 
động quay và tính tiến cho trục dẫn; 9-Động cơ-giảm 
tốc: là động cơ chính, giảm tốc truyền động cho bộ 
truyền vít me-đai ốc; 10-Cơ cấu xoay giá kẹp: cơ cấu 
làm xoay bộ phận công tác (vào và ra) một góc 150 
nhờ xi lanh khí nén. Hệ thống đổ sợi được điều khiển 
bởi bộ điều khiển khả lập trình PLC Simatic S7-200-
226 của Simens và các modun mở rộng, đảm bảo việc 
giám sát vị trí và điều khiển hoạt động các cơ cấu 
chính xác, ổn định theo chu trình đổ sợi yêu cầu. 
Hội nghị toàn quốc lần thứ 7 về Cơ điện tử - VCM-2014 
VCM-2014 
H. 1 Cấu tạo hệ thống đổ sợi 
1- Giá suốt sợi máy sợi con, 2- Giá đỡ máy sợi con, 3- Băng truyền búp sợi;4- Cơ cấu nâng-hạ; 5- Giá kẹp búp sợi; 6- Trục 
dẫn động; 7- Giá đỡ cơ cấu đổ sợi;8- Bộ truyền vít me-đai ốc; 9- Động cơ–giảm tốc;10-Cơ cấu xoay giá kẹp 
2.2. Cơ cấu công tác hệ thống đổ sợi [1],[5],[6],[7] 
2.2.1. Nguyên lý hoạt động 
H. 2 Sơ đồ nguyên lý cơ cấu công tác 
1 – Động cơ; 2 – Khớp nối; 3 – Hộp giảm tốc; 4 – Bộ truyền đai; 5 – Bộ truyền xích; 6 – Bộ truyền vít me đai ốc; 7 – Trục 
dẫn;8 – Xy lanh; 9 – Trục truyền; 10 – Cơ cấu nâng hạ; 11 – Cơ cấu mở góc; 12 – Giá kẹp 
a) Chức năng: cơ cấu công tác của hệ thống đổ sợi 
gồm hai bộ phận chính: cơ cấu nâng - hạ và cơ cấu 
xoay giá kẹp có nhiệm vụ mang lõi sợi từ băng tải vận 
chuyển lõi và búp sợi lên vị trí cắm lõi sợi trên giá cọc 
sợi của máy sợi con và lấy búp sợi từ giá cọc sợi máy 
sợi con xuống băng tải vận chuyển búp và lõi sợi. 
Trong quá trình hoạt động thì cụm nâng- hạ và cụm 
xoay giá kẹp có sự liên động chặt chẽ với nhau theo 
lệnh điều khiển đã được lập trình. Hệ thống khí nén 
được sử dụng để điều khiển cơ cấu công tác với hai 
chức năng: tạo chuyển động xoay góc cơ cấu nâng – 
hạ và giải phóng lõi sợi khỏi tay kẹp khi đã đặt vào vị 
trí xác định. 
b) Nguyên lý hoạt động: sơ đồ H.2 được mô tả như 
sau: động cơ (1) truyền chuyển động tới bộ vít me-đai 
ốc (6) được nối với trục dẫn (7) thông qua hộp giảm 
tốc (3) và các bộ truyền ngoài (4), (5). Nhờ trục dẫn 
(7) có chuyển động tịnh tiến theo chiều dọc trục, theo 
đó cơ cấu nâng- hạ (10) gắn trên trục di chuyển đưa 
giá kẹp (12) nâng lên hay hạ xuống theo cao độ của 
các vị trí làm việc. Xy lanh khí nén (8) thông qua trục 
truyền (9) tác động đến cơ cấu mở góc (11) làm xoay 
cơ cấu (10) đưa giá (12) đến các vị trí chờ. 
2.2.2.Yêu cầu thiết kế 
Cơ cấu công tác được thiết kế thỏa mãn yêu cầu sau: 
 Đảm bảo độ bền, độ cứng vững của hệ thống; 
 Đạt độ chính xác chuyển vị của giá kẹp. 
2.2.3. Xác định vị trí chuyển vị giá kẹp lõi sợi 
Chuyển vị của giá kẹp được xác định theo chu trình 
đổ sợi và được thực hiện qua 2 bước: 
Bước 1: 
Chuyển vị giá kẹp ở bước 1 được mô tả trên H 3 
Hội nghị toàn quốc lần thứ 7 về Cơ điện tử - VCM-2014 
VCM-2014 
H. 3 Sơ đồ chuyển vị giá kẹp bước 1 
Chu trình đổ sợi bắt đầu từ vị trí chờ của giá kẹp: 
Điểm xuất phát của giá kẹp từ vị trí 1 đi xuống 1’ để 
kẹp lõi trên băng tải sau đó di chuyển về vị trí 1, 
giàn mở góc tới vị trí 2, di chuyển lên 2’, ép giàn 
vào 3 đi xuống 3’(nhả lõi tại vị trí trung gian) , di 
chuyển lên 3” và ép giàn vào  4 và di chuyển 
xuống  4’ (vị trí kẹp búp sợi trên giá cọc sợi), kẹp 
xong di chuyển lên vị trí  4”, giàn mở góc  5 và 
di xuống vị trí  2, ép giàn vào vị trí 1 và đi xuống vị 
trí 1’ để nhả búp sợi vào băng tải, sau đó giá đi lên vị 
trí chờ  1’. Đến đây kết thúc chuyển vị của giá kẹp 
bước 1 và chuyển sang bước 2. 
Bước 2: 
Chuyển vị giá kẹp bước 2 được mô tả trên H4: 
H. 4 Sơ đồ chuyển vị giá kẹp bước 2 
Từ vị trí 1, giàn mở góc tới  2, di chuyển lên  2’, 
ép giàn vào vị trí  3 và đi xuống  3’ (kẹp lõi sợi) 
và đi lên  3”’, giàn ép vào vị trí  4” xuống  4’ 
để nhả lõi vào giá cọc sợi sau đó đi lên  4, giàn mở 
góc di chuyển tới  5’, đi xuống vị trí  2 và ép giàn 
vào vị trí 1 (vị trí chờ). Đến đây kết thúc chuyển vị 
bước 2 và cũng là kết thúc chu trình đổ sợi. 
2.2.4. Tính toán cơ cấu công tác [1],[2],[5],[6],[7] 
2.2.4.1. Cơ cấu nâng-hạ 
a) Nguyên lý hoạt động (H 5) 
H. 5 Sơ đồ nguyên lý nâng hạ giá kẹp 
1 - Giá kẹp; 2- Thanh truyền 1; 3 - Thanh truyền 2; 4- Cụm 
dẫn động cơ khí; 5- Trục đẫn động 
Cơ cấu bao gồm hai thanh truyền (2), (3) được liên 
kết với nhau qua khớp II, làm việc theo nguyên lý mô 
tả tại H 3 như sau: khớp I chuyển động tịnh tiến ra 
vào nhờ trục dẫn động (5) thông qua cụm dẫn động cơ 
khí (4), thanh truyền (2) lắc xung quanh khớp IV, giá 
kẹp (1) được nâng lên và hạ xuống tới độ cao tính 
toán tùy theo chiều chuyển động tịnh tiến của trục (5). 
Chuyển động nâng lên của giá kẹp (1) khi lắp lõi sợi 
vào máy sợi con hoặc hạ xuống khi tháo búp sợi ra 
khỏi máy sợi con. 
b) Tính toán thông số 
Thông tin đầu vào: thời gian đi hết hành trình: t = 60s; 
Chiều dài lõi sợi l1 = 210mm; Chiều cao của giá lõi 
sợi trên giá cọc sợi (3) l2 = 210mm; Chiều cao của giá 
lõi trên giá trung gian và trên băng tải l3 = 30mm; 
Khoảng cách từ tâm quay tới mặt băng tải là 70mm; 
Khoảng cách từ tâm quay tới giá trung gian là 
550mm; Khoảng cách từ tâm quay tới giá cọc sợi con 
là 580mm. 
Từ đó ta tính được độ cao các điểm dừng của giá kẹp 
so với tâm quay, giá trị cho tại bảng 1: 
Bảng 1. Giá trị độ cao giá kẹp tương ứng với các vị trí 
chuyển vị 
Điểm dừng Độ cao (mm) 
Vị trí 1’ H1’= 250 
Vị trí 1 và 2 H1= 290 
Vị trí 3’ H3’=720 
Vị trí 3 H3=760 
Vị trí 4’ H4’=790 
Vị trí 4 H4=830 
Vị trí 4” H4’’=990 
Sơ đồ tính toán (Xem H 6) 
Hội nghị toàn quốc lần thứ 7 về Cơ điện tử - VCM-2014 
VCM-2014 
h
H
a
a
b
A
B
C
D
c
H. 6 Sơ đồ động học cơ cấu nâng –hạ giá kẹp 
Theo khảo sát ta có a = b = 575mm 
Trong tam giác ACD ta có trung tuyến DB = ½ AC 
nên tam giác ADC là tam giác vuông. 
Trong tam giác ACD có AC2 = AD2 + DC2 
4a2 = H2 + c2 (1) 
c2 = 4a2 – H2 
=>
2 24c a H  (2) 
Lần lượt thay các giá trị của H vào công thức (2) ta 
được các giá trị của c cho tại bảng 2: 
Bảng 2. Giá trị tương quan giữa H và c 
H (mm) c (mm) 
H1’=250 c1’=1120 
H1=290 c1=1100 
H3’=720 c3’=895 
H3=760 c3=860 
H4’=790 c4’=835 
H4=830 c4=795 
H4”=990 c4”=585 
Bảng 3.Thông số dịch chuyển ứng với các vị trí làm 
việc của giá kẹp 
Vị trí Độ dịch chuyển Δc 
Từ 1 tới 1’ Δc= c1’ - c1= 20mm 
Từ 1 tới 3 Δc = c1 – c3= 240mm 
Từ 3 tới 3’ Δc = c3’ – c3= 35mm 
Từ 3’ tới vị trí 4 Δc = c3’ – c4= 100mm 
Từ 4 tới 4’ Δc = c4’ – c4= 40mm 
Từ 4’ tới 4” Δc = c4’ – c4”= 250mm 
Từ 4” về 1 Δc = c1 – c4”= 515mm 
Từ 3’ tới 4” Δc = c3’ – c4”= 310mm 
Từ 4” tới 4’ Δc = c4’ – c4”= 250mm 
c) Tính bền cơ cấu 
Với máy sợi con 500 cọc thì cơ cấu nâng hạ bao gồm 
7 mô đun, mỗi mô đun có 36 cọc. Do các cọc phân bố 
đều trên giá kẹp nên tải trọng mà các mô đun phải 
chịu là như nhau, do đó để tính toán bền với toàn bộ 
cơ cấu nâng hạ ta qui về tính toán với một mô đun. 
Lược đồ một mô đun cơ cấu nâng hạ mô tả trên H7. 
H. 7 Sơ đồ động lực học cơ cấu nâng – hạ 
1,2 – Thanh truyền; 3 – Gối đỡ trượt, xoay; B,D-Gối xoay; 
C - Điểm gá giá kẹp búp sợi; O –Trục dẫn 
Cơ cấu nâng hạ là một cơ cấu 4 khâu, có lược đồ như 
hình 8 với lực F là tổng hợp trọng lực, lực ép của 
thanh kẹp quy đổi về khớp cầu C và khâu 1 quay đều 
quanh khớp D. 
Phương trình cân bằng trên khâu 1: 
x x
2 1 0 1X R R 0   (3) 
y y
2 1 0 1 1Y R R G 0    (4) 
 x y
1 21 21 21
aM(D) G. cos R .acos R .a.sin M 0
2
     (5) 
H. 8 Sơ đồ phân tích lực 
Hội nghị toàn quốc lần thứ 7 về Cơ điện tử - VCM-2014 
VCM-2014 
Phương trình cân bằng trên khâu 2: 
x x
12 32X R R 0    (6) 
y y
32 12 2Y R R F G 0     (7) 
x y
12 12 12 32M(A) R .acos R .asin M M F.2acos 0      (8) 
Phương trình cân bằng trên khâu 3: 
x
2 3X R 0  (9) 
y
0 3 2 3Y N R 0   (10) 
2 3M ( A ) M 0  (11) 
Giải phương trình có kết quả: 
x x x x x
21 12 2 3 3 2 0 1R R R R R 0     
y 1
0 1 1
GR ( 2 F ) c o t g G
2
    
y y 1
1 2 2 1
GR R ( 2 F ) co t g
2
    
y y 1
3 2 2 3 2
GR R F G ( 2 F ) co t g
2
      
1
21 1 2
GM M a co s
2
   
Thay số với các giá trị: a = 575 mm; G1= 136 N; 
G2=85N; F = 138 N; góc α = 150 ta có giá trị của các 
lực: ; 
Như vậy các lực có chiều ngược lại. 
Tính bền thanh truyền cơ cấu nâng hạ: sơ đồ phân tích 
lực như H8, ta nhận thấy từ lược đồ có thể coi thanh 
truyền là dầm chịu uốn ngang phẳng. 
Biểu đồ mô men tương ứng 
H. 9 Biểu đồ mô men tác dụng lên thanh ABC 
Mmax= y23R .a.cos đạt max khi α = 15
0 tương ứng 
với giá kẹp hạ thấp nhất. 
Thay số với a = 575 (mm), 
 Ta có: Mmax = 597,43.575.cosα = 331.819 (Nmm) 
Trị số ứng xuất pháp: σmax = Mmax/Wx = 
331.819 /(46x20) = 360,67 (N/mm2). 
Giới hạn bền với vật liệu CT38 có [σ] = 490 N/mm2. 
Ta thấy: σmax < [σ] = 360,67 < 490 (N/mm2). 
Kiểm nghiệm có kết quả tương tự khi kiểm tra phân tố 
ở trạng thái trượt thuần túy và kiểm tra với phân tố ở 
trạng thái ứng suất phẳng. 
2.2.4.2. Cơ cấu xoay giá kẹp 
a) Sơ đồ nguyên lý 
Nguyên lý hoạt động của cơ cấu xoay giá kẹp được 
mô tả trên H 10 như sau: trục chính (7) chuyển động 
tịnh tiến và xoay quanh quanh khớp quay 0. Khi trục 
chính di chuyển, đẩy tay quay (3) quay một góc α sẽ 
đẩy (kéo) thanh kéo (6) một đoạn a.sinα làm thanh 
kéo (6) xoay một góc β, chiều cao thanh kẹp (6) thay 
đổi một đoạn bằng h (1-cos β). Sự thay đổi của thanh 
kéo tác động làm thanh truyền (5) quay một góc γ, do 
thanh truyền (5) gắn cứng với cụm nâng giá kẹp (2), 
nên giá kẹp cũng xoay một góc tương tứng là γ quanh 
khớp quay (1). 
a
h
b
H. 10 Sơ đồ nguyên lý xoay giá kẹp búp sợi 
1 - Khớp quay; 2 - Cụm nâng giá kẹp; 3 – Tay quay; 4 - 
Bản lề; 5 -Thanh truyền; 6 -Thanh kéo; 7 - Trục chính. 
b) Tính toán thông số 
 Tính chọn xy lanh khí nén: 
Sơ đồ tính lực, mô men của cơ cấu mở góc thể hiện 
trên H11. 
Xét góc nghiêng α của cụm nâng giá kẹp bất kỳ, gọi 
lực F là phản lực tác dụng vào trục chính, G1, G2 
trọng lực của cụm xoay giá kẹp và thanh truyền, do 
thực tế trọng lực của tay quay và thanh kéo rất nhỏ so 
với các lực còn lại nên bỏ qua. 
Các thông số của xy lanh khí nén được lựa chọn trên 
cơ sở tính toán lực ép lớn nhất (Fmax) 
Tính toán hành trình xi lanh mở góc: 
Trong tam giác CC’B: h = a.sinα 
Trong tam giác EDD’: h = c.sinβ 
Trong tam giác EFF’: FF’ = 2.e.sinβ 
Trong tam giác OFF’: OF’2=OF2 +FF’2 – 
2OF.FF’.cos(180-β/2) 
Đặt: OF’ = f’. Biến đổi lượng giác, ta có: 
2 2 2 2' 4. .sin 2. . .sin
2
f f e e f   
Với các thông số được xác định: f0 = 945 mm; a = 380 
mm; b =195 mm; c = 125mm, e = 110 mm thì ta có 
góc α tương ứng với các vị trí tháo búp, tiếp lõi sợi 
trên băng tải, giá trung gian, giá cọc trên máy sợi con 
và kết quả tương ứng lần lượt là (bảng 4): 
Bảng 4. Kết quả tính toán góc mở 
α 1 = 110 β1 = 35,50 f1’ = 1005,7 mm 
α 2 = 00 β1 =00 f1’ = 945 mm 
α 3 = 40 β3 =12,240 f3’ = 968,2 mm 
Hội nghị toàn quốc lần thứ 7 về Cơ điện tử - VCM-2014 
VCM-2014 
Hành trình xi lanh tương ứng khi giá kẹp dỡ lõi búp, 
và cấp búp sợi trên băng tải, giá trung gian và máy sợi 
con: 
s1 = f1’ – f0 = 1005,7 – 945 = 60,7 mm 
s2 = f2’ – f0 = 945 – 945 = 0 mm 
s3 = f3’ – f0 = 968,2 – 945 = 23,2 mm 
Chọn xi lanh khí nén: hành trình s = 75 mm 
Tính đường kính xi lanh khí nén. 
Sơ đồ động lực học được thể hiện như H 11. 
H. 11 Sơ đồ động lực học cơ cấu xoay giá kẹp búp sợi 
Tổng mô men tại khớp quay B: 
G2.a1cosα -F2cosα.a + G1.n.sinα = 0 
Tổng mô men tại bản lề E, do γ rất nhỏ nên ta có: 
F.e – F2.c.cosβ = 0 
Rút ra: 1 2 1( . .sin . . os ). . os
. . os
G n G a c c cF
e a c
  



Kết quả tính lực kẹp thể hiện trong bảng 5: 
Bảng 5: Kết quả tính lực kẹp 
α 0 n (mm) F (N) F2 (N) 
α 1 = 110 250 1575 1701,3 
α 2 = 00 653 20,5 18 
α 3 = 40 786 1776 1599 
Thay số với a = 380 mm; b =195 mm; c = 125mm, e = 
110 mm, a1 =214 mm 
G1 = 1492 N (bao gồm cả búp sợi khi cuốn đầy) ; G2 
= 32 N. 
Vậy Fmax khi α = α 3 = 40 
Fmax = 1776 N 
Để tính áp suất khí nén cho cơ cấu kẹp, ta tiến hành 
xác định lực kẹp cần thiết, và diện tích bề mặt kẹp 
chặt. 
Áp suất khí nén dùng trong nhà máy: 5 bar 
Ta có: Fp
S
 (N/mm2) 
với S_diện tích hiệu dụng của xi lanh khí nén, 
S=πd2/4 (mm2) 
Đường kính xi lanh khí nén d: 
4 4.177, 6 6,725
. 5.
Fd
p  
   (cm) = 67,25 mm. 
Từ kết quả tính toán trên và để phù hợp với catalog 
nhà sản xuất, ta lựa chọn xi lanh khí nén dẫn động với 
các thông số như sau: mã hiệu xi lanh: STNC-TGU-
80x75-LB; đường kính xi lanh: 80 mm; hành trình xi 
lanh: 75 mm; áp suất làm việc: 0,1÷0,9 MPa; áp suất 
làm việc tối đa: 1,35 MPa; nhiệt độ làm việc: -
50÷700C; tốc độ píttông: 50÷800 mm/s. 
 Tính bền trục dẫn: 
Như phân tích ở phần trên, trục dẫn chịu lực nén dọc 
trục là chủ yếu, với các thông số đầu vào theo kết quả 
tính toán được: Fmax= 1776 N; dsb= 25 mm; Vật liệu: 
C45 với [σ]=600 N/mm2 
Kiểm nghiệm độ bền của trục: σmax = Fmax/W = 4.1776 
/(252.π) = 3,6 (N/mm2) 
Ta nhận thấy: σmax<< [σ] = 3,6 << 600 (N/mm2). 
Chọn lại kích thước trục có mặt cắt ngang như H12 
[7]: 
H. 12 Mặt cắt ngang trục 
Ứng suất pháp lớn nhất: 
σmax = Fmax/W = 4.1776/([252-192]π) = 8,52(N/mm2) 
<[σ] = 8,52 < 600 (N/mm2). Như vậy, trục thỏa mãn 
điều kiện bền. 
 VCM-2014 
3. Chạy thử nghiệm 
Cơ cấu đã được chế tạo, lắp đặt và chạy thử nghiệm 
trong điều kiện thí nghiệm, kết quả cho thấy hệ thống 
hoạt động tốt đạt được các chức năng về kỹ thuật đổ 
sợi và điều khiển tự động. Kết quả chạy thử cơ cấu 
công tác của hệ thống đổ sợi cho tại bảng 6. 
Bảng 6. Kết quả chạy thử nghiệm 
TT Các thông số Kết quả 
1 Độ cao nâng giàn kẹp Hmax 1200 mm 
2 Góc mở giàn kẹp αmax 150 
3 Thời gian mở góc giàn kẹp 3 s 
4 Thời gian kẹp lõi sợi 11 s 
5 Thời gian nhả lõi sợi 0,5 s 
6 Tổng thời gian thực hiện 1 chu 
trình đổ sợi 
5 ph 
7 Độ chính xác nhả lõi sợi vào 
các vị trí 
Chính xác 
H. 13 Lắp đặt cơ cấu công tác và chạy thử nghiệm 
4. Kết luận 
Từ kết quả nghiên cứu thiết kế nêu trên, có thể kết 
luận như sau: 
 Phương pháp tính toán do nhóm tác giả đề xuất là 
cơ sở quan trọng để tính toán thiết kế các thông 
số chính của cơ cấu công tác của hệ đổ sợi tự 
động máy sợi con; 
 Kết quả tính toán được ứng dụng để thiết kế, chế 
tạo cơ cấu công tác của hệ thống đổ sợi tự động 
máy sợi con loại 500 cọc. Cơ cấu đã được chạy 
thử nghiệm, đạt được các chức năng yêu cầu về 
công nghệ và điều khiển. 
Tài liệu tham khảo 
[1] Đinh Gia Tường, Nguyễn Xuân Lạc, Trần 
Doãn Tiến, Nguyên lý máy, Nhà xuất bản ĐH 
& THCN, 1970; 
[2] Lê Quang Minh, Nguyễn Văn Vượng, Sức bền 
vật liệu, Nhà xuất bản Giáo dục, Hà Nội, 2009; 
[3] Trần Văn Quyến, Trịnh Thị Minh Ninh, Trần 
Công Thế, Trần Nhật Chương; Công nghệ kéo 
sợi bông và sợi hóa học. Trường Đại học Bách 
khoa Hà Nội, 1994; 
[4] Nguyễn Minh Hà; Công nghệ kéo sợi. Nhà 
xuất bản Đại học quốc gia TP. Hồ Chí Minh, 
2002; 
[5] Phạm Văn Hùng, Hoàng Văn Gợt, Thuyết 
minh đề tài KHCN cấp Nhà nước - Nghiên cứu 
thiết kế, chế tạo hệ thống đổ sợi tự động cho 
máy sợi con, Viện Nghiên cứu Cơ khí (2012). 
[6] Phạm Văn Hùng, Hoàng Văn Gợt, Một số giải 
pháp nâng cao độ tin cậy cơ khí hệ thống đổ 
sợi máy sợi con, Tạp chí Cơ khí Việt Nam, số 
5 năm 2014. 
[7] HONGJI Famous Tradenmark of China, Model 
SXF 1578 Ring spinning machine. 
Phạm Văn Hùng nhận bằng 
Kỹ sư chế tạo máy tại trường 
Đại học Bách khoa Hà Nôi năm 
1983, bằng Thạc sỹ kỹ thuật tại 
Học viện Kỹ thuật Quân sự năm 
2005. Anh công tác tại Viện 
Nghiên cứu Cơ khí, Bộ Công 
Thương từ năm 1983, đã tham 
gia nghiên cứu nhiều đề tài 
khoa học cấp Bộ, cấp Nhà nước về lĩnh vực sản xuất 
xi măng, sản xuất bia, nhiệt điện. Hiện nay là Giám 
đốc Trung tâm Thiết kế và Công nghệ chế tạo máy, 
Viện nghiên cứu Cơ khí. 
Hoàng Văn Gợt nhận bằng kỹ 
sư chế tạo máy năm 1980 tại 
nước Nga (Liên Xô cũ), bằng 
Thạc sỹ kỹ thuật năm 1999 và 
bằng Tiến sỹ kỹ thuật năm 2002 
tại Trường Đại học Bách Khoa 
Hà Nội, năm 2012 được Nhà 
nước phong hàm P.Giáo sư. Anh 
công tác tại Viện Nghiên cứu Cơ 
khí (NARIME) từ năm 1980, đã 
tham gia nghiên cứu nhiều đề tài khoa học cấp Bộ, 
cấp Nhà nước về lĩnh vực sản xuất xi măng, phân bón, 
sản xuất bia, nhiệt điện; tham gia giảng dạy và đào tạo 
NCS tại Trung tâm đào tạo sau đại học, Viện 
NARIME. 
Nguyễn Xuân Chung nhận 
bằng kỹ sư cơ khí tại trường 
Đại học Công nghiệp Thái 
Nguyên năm 1993, bằng Thạc 
sỹ kỹ thuật tại trường Đại học 
Bách khoa Hà Nội năm 2000, 
là nghiên cứu sinh từ năm 
2012 tại Trung tâm đào tạo sau 
đại học của Viện Nghiên cứu 
Cơ khí. Hiện nay anh công tác, giảng dạy tại trường 
Đại học Công nghiệp Hà Nội, chức vụ Trưởng khoa 
Cơ khí. 

File đính kèm:

  • pdfnghien_cuu_thiet_ke_co_cau_cong_tac_he_thong_do_soi_may_soi.pdf