Luận án tiến sĩ: Nghiên cứu ứng dụng mô phỏng số để khảo sát động lực học và tối ưu kết cấu điều

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI

Nguyễn Văn Mùi

NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG MÔ PHỎNG SỐ ĐỂ KHẢO SÁT

ĐỘNG LỰC HỌC VÀ TỐI ƯU KẾT CẤU ĐIỀU HƯỚNG

TRONG HỆ THỐNG CẤP PHÔI TỰ ĐỘNG THEO

NGUYÊN LÝ RUNG ĐỘNG

LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT CƠ KHÍ

Hà Nội – 2019

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI

Nguyễn Văn Mùi

NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG MÔ PHỎNG SỐ ĐỂ KHẢO SÁT

ĐỘNG LỰC HỌC VÀ TỐI ƯU KẾT CẤU ĐIỀU HƯỚNG

TRONG HỆ THỐNG CẤP PHÔI TỰ ĐỘNG THEO

NGUYÊN LÝ RUNG ĐỘNG

Ngành : Kỹ thuật cơ khí

Mã số : 9520103

LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT CƠ KHÍ

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC

1. PGS. TS. LÊ GIANG NAM

2. TS. BÙI QUÍ LỰC

Hà Nội – 2019

i

LỜI CẢM ƠN

Để hoàn thiện Luận án Tiến sĩ này, bên cạnh sự cố gắng của bản thân, Tôi đã

nhận đƣợc sự động viên và giúp đỡ của rất nhiều Thầy Cô giáo, các nhà Khoa học,

các đồng nghiệp và bạn bè.

Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến PGS.TS. Lê Giang Nam và TS. Bùi

Quí Lực, Bộ môn Máy và Ma sát, Trƣờng Đại học Bách khoa Hà Nội, là những

ngƣời đã tận tình hƣớng dẫn, định hƣớng, đào tạo và giúp đỡ tôi trong suốt quá trình

nghiên cứu và hoàn thành luận án.

Xin chân thành cảm ơn các Thầy, Cô giáo ở Bộ môn Máy và Ma sát học

Trƣờng ĐHBKHN đã giảng dạy, chỉ bảo và tạo điều kiện giúp đỡ tôi trong thời gian

làm nghiên cứu và hoàn thành luận án.

Xin cảm ơn các đồng nghiệp trong Khoa Cơ khí, lãnh đạo trƣờng Đại học

Kinh tế - Kỹ thuật Công nghiệp đã tạo điều kiện giúp đỡ về thời gian và ủng hộ để

tôi hoàn thành luận án này.

Xin cảm ơn các nhà Khoa học, các bạn tại Viện Ứng dụng Công nghệ, Bộ

Khoa học Công nghệ, Viện Nghiên cứu Cơ Khí, Bộ Công thƣơng… đã giúp đỡ tôi

hoàn thành luận án này.

Cuối cùng, tôi xin bày tỏ sự kính trọng, biết ơn và lòng yêu thƣơng tới

đại gia đình, bạn bè đã thực sự động viên, giúp đỡ trong suốt thời gian tôi học

tập tại Trƣờng Đại học Bách khoa Hà Nội.

Hà Nội, ngày tháng năm 2019

Nghiên cứu sinh

Nguyễn Văn Mùi

ii

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi. Công trình

đƣợc thực hiện tại Bộ môn Máy và Ma sát học - Viện Cơ khí, Trƣờng Đại học

Bách khoa Hà Nội dƣới sự hƣớng dẫn của PGS.TS. Lê Giang Nam và TS. Bùi

Quí Lực. Các số liệu và kết quả nghiên cứu trong luận án là trung thực và chƣa

từng đƣợc ai công bố trong bất kì công trình nào khác.

Hà Nội, ngày tháng năm 2019

THAY MẶT TẬP THỂ HƢỚNG DẪN

PGS.TS. Lê Giang Nam

Ngƣời cam đoan

Nguyễn Văn Mùi

iii

MỤC LỤC

LỜI CẢM ƠN.............................................................................................................. i

LỜI CAM ĐOAN.......................................................................................................ii

MỤC LỤC.................................................................................................................iii

DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT .............................................viii

DANH MỤC BẢNG BIỂU....................................................................................... ix

DANH MỤC HÌNH ẢNH, ĐỒ THỊ ......................................................................... xi

PHẦN MỞ ĐẦU ........................................................................................................ 1

1. Tính cấp thiết của đề tài.................................................................................. 1

2. Đối tƣợng nghiên cứu..................................................................................... 3

3. Phạm vi nghiên cứu ........................................................................................ 4

4. Mục đích nghiên cứu ...................................................................................... 4

5. Nội dung nghiên cứu ...................................................................................... 4

6. Phƣơng pháp nghiên cứu................................................................................ 4

7. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn........................................................................ 5

8. Những điểm mới của đề tài ............................................................................ 5

CHƢƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ CẤP PHÔI TỰ ĐỘNG THEO NGUYÊN LÝ

RUNG ĐỘNG ............................................................................................................ 7

1.1. Thiết bị cấp phôi tự động theo nguyên lý rung động....................................... 7

1.1.1. Thiết bị cấp phôi dạng phễu rung có đƣờng xoắn vít .............................. 7

1.1.2. Thiết bị cấp phôi theo phƣơng thẳng ....................................................... 9

1.2. Xu hƣớng nghiên cứu hiện nay trên thế giới .............................................. 10

1.3. Phƣơng pháp thực hiện ............................................................................... 10

1.4. Tình hình nghiên cứu trong và ngoài nƣớc................................................. 11

1.4.1.Tình hình nghiên cứu nƣớc ngoài........................................................... 11

1.4.1.1. Ảnh hƣởng biên độ rung đến tốc độ di chuyển của phôi................. 11

1.4.1.2. Ảnh hƣởng của biên độ rung đến định hƣớng phôi......................... 14

iv

1.4.1.3. Ảnh hƣởng của các thông số động lực học khác............................. 17

1.4.1.4. Các nghiên cứu khác ....................................................................... 20

1.4.2.Tình hình nghiên cứu trong nƣớc ........................................................... 25

Kết luận chƣơng 1................................................................................................. 28

CHƢƠNG 2. CƠ SỞ LÝ THUYẾT VÀ TÍNH TOÁN THIẾT KẾ THIẾT BỊ CẤP

PHÔI TỰ ĐỘNG THEO NGUYÊN LÝ RUNG ĐỘNG......................................... 29

2.1. Cơ sở lý thuyết về cấp phôi tự động theo nguyên lý rung động................... 29

2.1.1. Phân tích các lực tác dụng lên phôi ....................................................... 29

2.2.2. Các thông số ảnh hƣởng đến quá quá trình di chuyển của phôi............ 31

2.2.2.1. Ảnh hƣởng của thông số kết cấu (góc nghiêng rãnh xoắn θ) [4]... 31

2.2.2.2. Ảnh hƣởng của các thông số động lực học ..................................... 32

2.2. Định hƣớng và phân loại phôi ....................................................................... 35

2.2.1. Phân loại phôi ........................................................................................ 35

2.2.2. Phôi có các bề mặt là mặt tròn xoay trong và ngoài.............................. 35

2.2.3. Phôi có các bề mặt là mặt phẳng ........................................................... 37

2.2.4. Phôi có hình dạng phức tạp, tập hợp của các bề mặt tròn xoay trong,

ngoài, mặt phẳng và các bề mặt định hình. .............................................................. 37

2.3. Phân loại thiết bị cấp phôi dạng phễu rung.................................................... 39

2.4. Tính toán thiết kế thiết bị cấp phôi dạng phễu rung. ..................................... 41

2.4.1. Tính toán thiết kế các thông số của thiết bị. .......................................... 41

2.4.1.1. Phân tích sản phẩm.......................................................................... 41

2.4.1.2. Chọn vật liệu làm phễu.................................................................... 41

2.4.1.3. Cân bằng năng suất của cơ cấu cấp phôi rung động ....................... 42

2.4.1.4. Xác định các thông số hình học của phễu rung............................... 42

2.4.1.5. Xác định kích thƣớc của đế máy rung............................................. 44

2.4.1.6. Xác định thông số cho nhíp đàn hồi................................................ 46

2.4.1.7. Xác định biên độ rung động ............................................................ 47

2.4.1.8. Tính nam châm điện ........................................................................ 49

2.4.1.9. Xác định kích thƣớc của giảm chấn cao su [3] ............................... 51

v

2.4.2. Thiết kế cấu hình kênh phân loại........................................................... 53

2.4.2.1.Phân tích đối tƣợng và yêu cầu định hƣớng..................................... 53

2.4.2.2. Lựa chọn cấu hình hệ thống kênh phân loại.................................... 54

Kết luận chƣơng 2................................................................................................. 56

CHƢƠNG 3. MÔ HÌNH HÓA, KIỂM TRA VÀ XÁC NHẬN MÔ PHỎNG SỐ HỆ

THỐNG THỰC NGHIỆM....................................................................................... 58

3.1. Mô hình hóa thiết bị cấp phôi dạng phễu rung .............................................. 58

3.1.1. Công cụ thực hiện mô hình hóa ............................................................. 58

3.1.2. Mô hình hóa phễu rung.......................................................................... 59

3.1.2.1. Thông số thiết kế phễu rung theo tính toán (bảng 2.4) ................... 59

3.1.2.2. Quy trình thực hiện.......................................................................... 60

3.1.2.3. Kết quả............................................................................................. 60

3.1.3. Mô hình hóa các chi tiết của nguồn rung............................................... 61

3.1.3.1. Quy trình thực hiện.......................................................................... 61

3.1.3.2. Công cụ thiết kế và kết quả mô hình hóa ........................................ 61

3.1.4. Lắp ráp hệ thống .................................................................................... 62

3.1.4.1. Quy trình lắp ráp.............................................................................. 62

3.1.4.2. Tiến hành lắp ráp............................................................................. 63

3.1.4.3. Kết quả lắp ráp................................................................................. 64

3.2. Tự động hóa thiết kế bằng tham số sử dụng catia ......................................... 64

3.2.1. Xây dựng liên kết giữa các tham số bằng hàm số ................................. 64

3.2.1.1. Tham số cho phễu chứa................................................................... 64

3.2.1.2. Tham số cho đế đỡ phễu chứa ......................................................... 65

3.2.1.3. Tham số cho đế trên nhíp đàn hồi ................................................... 65

3.2.1.4. Tham số cho nhíp đàn hồi ............................................................... 65

3.2.1.5. Tham số cho đế máy rung ............................................................... 65

3.2.2. Thiết kế theo tham số bằng phần mềm Catia......................................... 66

3.2.2.1. Sơ đồ quá trình tự động hóa thiết kế bằng tham số ......................... 66

3.2.2.2. Quá trình thực hiện tham số hóa trong Catia................................... 66

vi

3.3. Kiểm tra và xác nhận mô hình số .................................................................. 68

3.3.1. Xác định tần số dao động riêng ............................................................. 68

3.3.1.1. Công cụ mô phỏng số...................................................................... 68

3.3.1.2. Quy trình mô phỏng......................................................................... 69

3.3.1.3. Kết quả mô phỏng ........................................................................... 73

3.3.2. Xác định hệ số ma sát giữa phôi và phễu .............................................. 75

3.3.2.1. Sơ đồ thí nghiệm đo: Máy pháp VF. ............................................... 75

3.3.2.2. Phƣơng pháp đo lực ma sát trên máy VF ........................................ 75

3.3.2.3 Các số liệu trên máy VF ................................................................... 76

3.3.2.4. Thông số cơ bản của máy đo hệ số ma sát VF.............................. 76

3.3.2.5. Trình tự thí nghiệm: ...................................................................... 76

3.3.3. Xác định tần số dao động của hệ thống ............................................ 77

3.3.3.1. Thiết bị Detector III của FAG ......................................................... 77

3.3.3.2. Thiết bị đo của Nacentech ............................................................... 79

3.3.4. Xác định biên độ dao động và xây dựng hàm động học tƣơng đƣơng hệ

thống…. .......................................................................................................... 80

3.3.4.1. Sơ đồ và thiết bị đo.......................................................................... 81

3.3.4.2. Kết quả và xử lý số liệu................................................................... 82

3.3.4.3. Xây dựng hàm động học tƣơng đƣơng cho chuyển động của phễu 82

3.4. Mô phỏng số thiết bị ................................................................................... 84

3.4.1. Công cụ mô phỏng [42]......................................................................... 84

3.4.2. Quy trình mô phỏng trên MSC ADAMS ................................................ 85

3.4.2.1. Xác định nguyên lý làm việc của quá trình mô phỏng.................... 85

3.4.2.2. Các thông số thực hiện mô phỏng ................................................... 86

3.4.2.3. Kết quả mô phỏng trên MSC ADAMS ........................................... 87

Kết luận chƣơng 3................................................................................................. 88

CHƢƠNG 4. KHẢO SÁT ĐỘNG LỰC HỌC VÀ TỐI ƢU KẾT CẤU ĐIỀU

HƢỚNG TRONG PHỄU CẤP PHÔI TỰ ĐỘNG THEO NGUYÊN LÝ RUNG

ĐỘNG....................................................................................................................... 89

vii

4.1. Đánh giá sự ảnh hƣởng của góc nghiêng rãnh xoắn đến năng suất cấp phôi89

4.1.1. Trình tự thực hiện .................................................................................. 89

4.1.2. Xử lý số liệu và kết quả ......................................................................... 89

4.2. Đánh giá sự ảnh hƣởng của điện áp đến năng suất cấp phôi ...................... 93

4.2.1. Quy trình thực hiện ........................................................................... 93

4.2.2. Xử lý số liệu và kết quả .................................................................... 94

4.3. Tối ƣu hóa điện áp và góc nghiêng rãnh xoắn đến năng suất cấp phôi ...... 95

4.3.1. Quy trình tối ƣu................................................................................. 96

4.3.2. Các đại lƣợng đầu vào ...................................................................... 96

4.3.3. Các đại lƣợng đầu ra ......................................................................... 96

4.3.4. Các đại lƣợng cố định ....................................................................... 96

4.3.5. Xây dựng quy hoạch thực nghiệm.................................................... 97

4.3.5.1. Quy trình lấy số liệu mô phỏng số ................................................ 97

4.3.5.2. Số liệu mô phỏng số...................................................................... 97

4.3.5.3. Lý thuyết quy hoạch thực nghiệm [39,40,41]............................... 99

4.3.5.4. Tìm hàm hồi quy......................................................................... 101

4.3.5.5. Tối ƣu hóa hàm mục tiêu ............................................................ 102

4.3.6. Thực nghiệm, kiểm tra và so sánh với mô hình số......................... 103

4.4 Tối ƣu hóa kết cấu điều hƣớng phôi đến năng suất cấp phôi ....................... 105

4.4.1. Kết cấu và cấu hình hệ thông điều hƣớng ...................................... 105

4.4.2. Năng suất cấp phôi.......................................................................... 106

4.4.3. Các đại lƣợng cố định ..................................................................... 107

4.4.4. Mô phỏng số kết cấu điều hƣớng.................................................... 108

Kết luận chƣơng 4............................................................................................... 110

KẾT L UẬN VÀ KIẾN NGHỊ............................................................................... 111

DANH MỤC CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ CỦA LUẬN ÁN........................... 113

TÀI LIỆU THAM KHẢO...................................................................................... 114

PHỤ LỤC ............................................................................................................... 120

viii

DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT

TT Ký hiệu,

viết tắt

Đơn vị Ý nghĩa

1

ADAMS

Automatic Dynamic Analysis of Mechanical

System (mô phỏng động lực học đa vật thể)

2 AW Ansys Workbench

3 b mm Chiều rộng lò xo lá

4 Bowl Phễu

5

CATIA

Computer Aided Three-Dimensional Interactive

Application (xử lý tƣơng tác trong không gian ba

chiều có sự trợ giúp của máy tính)

6 D mm Đƣờng kính phễu

7 Dd mm Đƣờng kính đế

8 E Pa module đàn hồi

9 f Hz Tần số rung

10 fr Hz Tần số dao động riêng của cơ hệ

11 H mm Chiều cao phễu

12 h mm Chiều cao chi tiết

13 NX Phần mềm NX

14 l mm Chiều dài lò xo lá

15  Độ Góc nghiêng của rãnh xoắn

16 α Độ Góc nghiêng của lò xo lá

17  Độ Góc của lực quán tính và mặt phẳng nghiêng

18 μs Hệ số ma sát giữa phôi và rãnh

19 t mm Bƣớc xoắn

20 T Nm Mô men xoắn

21 Track Máng dẫn hƣớng

22  Hệ số tần suất

23  Hệ số hấp thụ

24 SUS 304 Inox 304

25 Vct cm/s Vận tốc của phôi

ix

DANH MỤC BẢNG BIỂU

Bảng 1. 1. Thống kê phƣơng pháp thực hiện trên thế giới trong khoảng 20 năm gần

đây ............................................................................................................................ 11

Bảng 1. 2. Thống kê các nghiên cứu đánh giá sự ảnh hƣởng của biên độ rung đến

vận tốc phôi .............................................................................................................. 12

Bảng 1. 3. Thông kê các nghiên cứu đánh giá sự ảnh hƣởng của biên độ rung đến

định hƣớng phôi........................................................................................................ 14

Bảng 1. 4. Thống kê các nghiên cứu đánh giá ảnh hƣởng của tần số rung .............. 17

Bảng 2. 1. Phân loại các loại phôi ............................................................................ 36

Bảng 2. 2. Kích thƣớc của phễu trụ thẳng[3]. ......................................................... 40

Bảng 2. 3. Kích thƣớc phễu côn bậc[3]................................................................... 40

Bảng 2. 4. Bảng thông của phễu rung cấp phôi........................................................ 52

Bảng 2. 5. Đặc điểm của các bẫy đối với phôi là nắp chai vaccine ......................... 54

Bảng 3. 1. Thông số cơ bản của phễu phôi............................................................... 59

Bảng 3. 2. Thông số cơ bản của các chi tiết còn lại ................................................. 62

Bảng 3. 3. Thông số đặc tính vật liệu đƣợc sử dụng ................................................ 70

Bảng 3. 4. Thông số hiệu chỉnh sensor..................................................................... 76

Bảng 3. 5. Kết quả đo từ máy đo ma sát động.......................................................... 77

Bảng 3. 6. Bảng thông số thiết bị đo của hãng FAG................................................ 78

Bảng 3. 7. Bảng thông số và thiết bị đo của NACENTECH.................................... 80

Bảng 3. 8. Bảng thông số thiết bị đo VIBROPOST 80 ............................................ 81

Bảng 3. 9. Bảng giá trị biên độ tịnh tiến, góc xoay và hàm động học tƣơng

đƣơngxác định bằng thực nghiệm ............................................................................ 84

Bảng 3. 10. Thông số vật liệu................................................................................... 86

Bảng 4. 1. Kết quả mô phỏng ................................................................................... 92

Bảng 4. 2. Vận tốc của phôi phụ thuộc vào điện áp ................................................. 94

Bảng 4. 3. Kết quả mô phỏng ................................................................................... 99

Bảng 4. 4. Bảng giá trị hệ số của hàm hồi quy....................................................... 102

Bảng 4. 5. Giá trị vận tốc xác định bằng thực nghiệm........................................... 103

Bảng 4. 6. Vận tốc của phôi xác định bằng mô phỏng số ...................................... 103

Bảng 4. 7. Bảng so sánh vận tốc bằng thực nghiệm và bằng mô phỏng số ........... 104

Bảng 4. 8. Các cấu hình điều hƣớng....................................................................... 106

x

Bảng 4. 9. Kết quả mô phỏng đánh giá các cấu hình điều hƣớng sau 30s đầu tiên109

Bảng 4. 10. Kết quả mô phỏng đánh giá tổng thời gian cấp phôi ......................... 109

xi

DANH MỤC HÌNH ẢNH, ĐỒ THỊ

Hình 1. 1.Cơ cấu cấp phôi rung sử dụng bánh lệch tâm [3]....................................... 7

Hình 1. 2. Cơ cấu cấp phôi rung có nam châm điện [3]............................................. 8

Hình 1. 3. Sơ đồ lực tác dụng khi nam châm đặt tại tâm[3]....................................... 8

Hình 1. 4. Sơ đồ lực tác dụng khi nam châm đặt vị trí đối diện lò xo lá [3].............. 9

Hình 1. 5. Thiết bị cấp phôi tự động theo nguyên lý rung động ................................ 9

Hình 1. 6. Cơ cấu cấp phôi rung động thẳng............................................................ 10

Hình 1. 7. Kết quả thực nghiệm với một phôi duy nhất........................................... 12

Hình 1. 8. Kết quả thực nghiệm với 200, 400, 800 phôi .......................................... 13

Hình 1. 9. Mô hình phân tích lực của phễu cấp phôi rung ....................................... 13

Hình 1. 10. So sánh chuyển vị theo phƣơng X của phôi giữa lý thuyết và mô phỏng

số............................................................................................................................... 14

Hình 1. 11. Mối quan hệ giữa biên độ rung và tốc độ di chuyển của phôi .............. 14

Hình 1. 12. Sáu trạng thái của phôi khi thực nghiệm............................................... 15

Hình 1. 13. Kết quả với phôi theo chiều nằm (LT).................................................. 15

Hình 1. 14. Kết quả với phôi theo chiều đứng (UT) ................................................ 15

Hình 1. 15. Kết quả với phôi theo chiều ngang (CT)............................................... 16

Hình 1. 16. Kết quả mô phỏng ................................................................................. 16

Hình 1. 17. Kết quả so sánh sự giữa mô phỏng và thực nghiệm.............................. 17

Hình 1. 18. Hình thái dao động của phễu bằng phƣơng pháp phần tử hữu hạn....... 18

Hình 1. 19. Hình thái dao động của phễu bằng mô hình số ..................................... 18

Hình 1. 20. Ảnh hƣởng của tần số rung đến dịch chuyển của khối.......................... 19

Hình 1. 21. Ảnh hƣởng của tần số rung động đến gia tốc của khối ......................... 19

Hình 1. 22. Các hình thái dao động trên môi trƣờng số ........................................... 20

Hình 1. 23. Tần số dao động riêng xác nhận bằng thực nghiệm.............................. 20

Hình 1. 24. Sự phụ thuộc của vận tốc phôi vào bán kính phễu................................ 20

Hình 1. 25. Điều hƣớng, (a)sử dụng kết cấu cơ khí, (b) sử dụng khí nén................ 21

Hình 1. 26. Mô hình thực nghiệm ............................................................................ 21

Hình 1. 27. Biểu đồ Bode ......................................................................................... 22

Hình 1. 28. Mô hình với nam châm theo phƣơng tiếp tuyến (a) và thẳng đứng (b) 22

Hình 1. 29. Gia tốc của các chi tiết khi nam châm đặt theo phƣơng tiếp tuyến (a),

dọc trục (b), xuyên tâm (c) ....................................................................................... 23

xii

Hình 1. 30. Module hệ thống băng tải rung.............................................................. 23

Hình 1. 31. So sánh tốc độ di chuyển giữa mô phỏng và thực nghiệm khi hệ số ma

sát là 0,25.................................................................................................................. 24

Hình 1. 32. So sánh tốc độ di chuyển giữa mô phỏng và thực nghiệm khi hệ số ma

sát thay đổi................................................................................................................ 24

Hình 1. 33.Vận tốc của các phôi theo phƣơng Z...................................................... 24

Hình 1. 34. Lực tác dụng khi phôi nằm trên máng dẫn............................................ 25

Hình 1. 35. Sơ đồ tác dụng lực của nam châm điện................................................. 26

Hình 1. 36. Đồ thị lực kéo của nam châm điện khi cấp dòng điện hình sin[3]........ 26

Hình 1. 37. Sơ đồ kết cấu của phễu cấp phôi kiểu rung động có bộ tạo rung đặt

thẳng đứng[19] ......................................................................................................... 27

Hình 1. 38. Một số kết cấu định hƣớng phôi trên rãnh xoắn[19]............................. 27

Hình 2. 1. Thiết bị cấp phôi rung dạng phễu có máng dẫn dạng xoắn vít[3], [4],[23]

.................................................................................................................................. 29

Hình 2. 2. Sơ đồ lực tác dụng lên phôi và rãnh xoắn trong phễu[2], [4], [19][20] .. 30

Hình 2. 3. Ảnh hƣởng của góc nghiêng rãnh xoắn θ tới vận tốc vận chuyển phôi[4]

.................................................................................................................................. 31

Hình 2. 4. Ảnh hƣởng của góc ψ, tỷ số gia tốc, tần số f, góc nghiêng θ, hệ số ma sát

lên vận tốc vận chuyển của phôi [4]......................................................................... 32

Hình 2. 5. Cơ cấu rung điện từ a) một nhịp; b) hai nhịp[3]...................................... 33

Hình 2. 6. Ảnh hƣởng của góc rung động ψ và hệ số ma sát µs[4] .......................... 34

Hình 2. 7. Ảnh hƣởng của hệ số ma sát đến góc rung động tối ƣu [4]..................... 34

Hình 2. 8. Ảnh hƣởng của hệ số ma sát tới vận tốc vận chuyển phôi[4] ................. 34

Hình 2. 9. Cơ cấu định hƣớng cho phôi đáy phẳng[3]............................................. 38

Hình 2. 10. Cơ cấu định hƣớng cho phôi tròn đáy phẳng[3].................................... 38

Hình 2. 11. Cơ cấu định hƣớng cho phôi dạng trụ tròn[3]....................................... 38

Hình 2. 12. Cơ cấu định hƣớng cho phôi dạng trụ trơn[3]....................................... 39

Hình 2. 13. Kích thƣớc của phễu trụ thẳng ............................................................. 39

Hình 2. 14. Kích thƣớc của phễu côn bậc ............................................................... 41

Hình 2. 16. Hình dạng và kích thƣớc của nắp chai vaccine .................................... 41

Hình 2. 17. Thông số hình học của phễu rung ......................................................... 43

Hình 2. 18. Chuyển động của phôi bị ném lên ......................................................... 47

Hình 2. 19. Lực tác dụng lên lò xo lá [3] ................................................................. 49

xiii

Hình 2. 20. Hình dạng và kích thƣớc của nắp chai vaccine ..................................... 53

Hình 2. 21. Trạng thái phôi trƣớc định hƣớng và trạng thái phôi yêu cầu............... 53

Hình 2. 22. Hệ thống kênh phân loại cho phôi dạng (a) vành khăn và (b) trụ bậc đặc

.................................................................................................................................. 54

Hình 2. 23. Cấu hình hệ thống kênh phân loại cho nắp chai vaccine....................... 56

Hình 3.1. Hệ thống cấp nắp chai vaccine ................................................................. 59

Hình 3. 2. Phễu rung cấp nắp chai cao su................................................................. 59

Hình 3. 3. Quá trình thực hiện mô hình hóa phễu rung............................................ 60

Hình 3. 4. Mô hình hóa phễu rung............................................................................ 60

Hình 3.5. Các bƣớc mô hình hóa nguồn rung .......................................................... 61

Hình 3.6. Đế gá phễu rung........................................................................................ 62

Hình 3.7. Đế trên lò xo lá ......................................................................................... 62

Hình 3.8. Lò xo lá..................................................................................................... 62

Hình 3.9. Đế máy...................................................................................................... 62

Hình 3.10. Tấm giảm chấn ....................................................................................... 62

Hình 3.11. Các bƣớc lắp ráp hệ thống...................................................................... 63

Hình 3.12. Phễu rung và đế gá ................................................................................. 63

Hình 3.13. Cụm phễu rung ....................................................................................... 63

Hình 3.14. Cụm nguồn rung ..................................................................................... 64

Hình 3.15. Cụm điều khiển....................................................................................... 64

Hình 3.16. Kết quả lắp ráp hệ thống rung cấp nắp chai vaccine .............................. 64

Hình 3. 17. Quy trình tham số hóa ........................................................................... 66

Hình 3. 18. Quá trình đƣa liên kết tham số từ Exel vào Catia.................................. 67

Hình 3. 19. Cây thƣ mục các hàm số của từng tham số ........................................... 68

Hình 3. 20. Quy trình phân tích hình thái trên Ansys Workbench........................... 69

Hình 3. 21. Module Modal ...................................................................................... 69

Hình 3. 22. Tên vật liệu đƣợc khởi tạo.................................................................... 70

Hình 3. 23. Cây thƣ mục toolbox ............................................................................. 70

Hình 3. 24. Thông số vật liệu SUS 304.................................................................... 71

Hình 3. 25. Cây thƣ mục Geometry ......................................................................... 71

Hình 3. 26. Gán vật liệu cho phễu rung cấp phôi..................................................... 71

Hình 3. 27.Gán liên kết đế gá phễu và đế trên lò xo lá ............................................ 72

Hình 3. 28. Mô hình phần tử .................................................................................... 72