máy qu¥n composite Sheet1 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ TP HỒ CHÍ MINH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGHIÊN CỨU, CHẾ TẠO MÔ HÌNH MÁY QUẤN DÂY SẢN XUẤT BỒN COMPOSITE THEO CÔNG NGHỆ ĐAN CHÉO NGÀNH KĨ THUẬT CƠ ĐIỆN TỬ GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN Th S HÀ NGỌC NGUYÊN Sinh viên thực hiện MSSV Lớp Nguyễn Tấn Thiên Lộc 1711030233 17DCTA2 Đặng Thế 1711030276 17DCTA2 Nguyễn Tấn Chí Viễn 1711030304 17DCTA2 TP Hồ Chí Minh, tháng 11 năm 2021 i LỜI CAM ĐOAN Nhóm xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu k.
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ TP HỒ CHÍ MINH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGHIÊN CỨU, CHẾ TẠO MƠ HÌNH MÁY QUẤN DÂY SẢN XUẤT BỒN COMPOSITE THEO CÔNG NGHỆ ĐAN CHÉO NGÀNH: KĨ THUẬT CƠ ĐIỆN TỬ GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN: Th.S HÀ NGỌC NGUYÊN Sinh viên thực hiện: MSSV: Lớp: Nguyễn Tấn Thiên Lộc 1711030233 17DCTA2 Đặng Thế 1711030276 17DCTA2 Nguyễn Tấn Chí Viễn 1711030304 17DCTA2 TP Hồ Chí Minh, tháng 11 năm 2021 LỜI CAM ĐOAN Nhóm xin cam đoan cơng trình nghiên cứu khoa học riêng chúng nhóm Các số liệu sử dụng phân tích đồ án có nguồn gốc rõ ràng cơng bố theo quy định Các kết nghiên cứu đồ án nhóm tự tìm hiểu, phân tích cách trung thực, khách quan phù hợp với thực tiễn Việt Nam Các kết nghiên cứu chưa công bố nghiên cứu khác i LỜI CẢM ƠN Lời nhóm em xin cảm ơn thầy HÀ NGỌC NGUYÊN giúp đỡ hướng dẫn nhiệt tình cho nhóm em suốt thời gian nhóm em làm báo cáo thực tập Tiếp theo nhóm em xin cảm ơn quý giảng viên Viện Kỹ Thuật HUTECH nói riêng trường Đại Học Cơng Nghệ TPHCM (HUTECH) nói chung giảng dạy truyền cảm hứng đến tất sinh viên nhóm em, để chúng em có thêm nhiều kiến thức, mở mang thêm cách tư duy, sáng tạo sống Sau thời gian nghiên cứu, tham khảo tài liệu, vận dụng kiến thức học kết hợp với hướng dẫn thầy, nhóm em thực xong Bộ điều khiển máy quấn composite Nhóm xin gửi lời cảm ơn đến q Cơng ty TNHH Cơ khí tự đơng Ngọc Ân địa 15G đường số 22, P Linh Đông, Q Thủ Đức, Tp.HCM, tạo điều kiện cho nhóm để chúng em thực kiến thức học vào dự án Nhóm em xin cảm ơn anh chị cơng ty tận tình giúp đỡ chúng em thời gian nhóm em thi cơng Tuy có ba tháng, qua q trình thực hiện, chúng em mở rộng tầm nhìn tiếp thu nhiều kiến thức thực tế Với kiến thức cịn thiếu sót, kỹ cịn hạn hẹp, chúng em tránh sai lầm, chúng em mong thầy cô công ty thơng cảm Nhóm xin chân thành cảm ơn! ii DANH MỤC HÌNH ẢNH Hình 0.1 Bồn hóa chất vật liệu composite (nguồn Internet) Hình 2.1 Sơ đồ máy quấn sợi nằm ngang Hình 2.2 Sơ đồ máy quấn đứng Hình 2.3 Phương pháp quấn khơ (nguồn Internet) Hình 2.4 Phương pháp quấn ướt (nguồn Internet) Hình 2.5 Phương pháp quấn đan chéo (nguồn Internet) 10 Hình 2.6 Phương pháp quấn ngang (nguồn Internet) 11 Hình 2.7 Phương pháp quấn Polar (nguồn Internet) 12 Hình 3.1 Nguyên lý hoạt động máy quấn sợi trục 14 Hình 3.2 Sơ đồ động 14 Hình 4.1 Sơ đồ mạch điện 23 Hình 4.2 PLC Delta DVP 12SA2 (nguồn Internet) 24 Hình 4.3 HMI Delta Dop107BV (nguồn Internet) 25 Hình 4.4 Bộ driver servo Delta 4.5kW 2kW 26 Hình 4.5 Nguồn 24V (nguồn Internet) 27 Hình 4.6 Cảm biến tiệm cận (nguồn Internet) 28 Hình 4.7 Cơng tắc hành trình (nguồn Internet) 28 Hình 4.8 Lưu đồ thuật toán 29 Hình 4.9 Sơ đồ giải thích thơng số 30 Hình 4.10 Thay đổi giá trị biến 35 Hình 4.11 Chương trình tính toán 36 Hình 4.12 Chương trình tính tốn 36 Hình 4.13 Chương trình tính tốn 37 Hình 4.14 Chương trình hoạt động 37 Hình 4.15 Chương trình hoạt động 38 Hình 4.16 Chương trình hoạt động 39 iii Hình 4.17 Nút dừng khẩn cấp cơng tắc hành trình 39 Hình 5.1 Thi cơng tủ điện điều khiển chưa hoàn thiện 40 Hình 5.2 Tủ điều khiển kết nối với động 41 Hình 5.3 Giao diện HMI hình điều khiển 42 Hình 5.4 Giao diện HMI cài đặt thơng số khí 42 iv MỤC LỤC LỜI MỞ ĐẦU 1 Tính cấp thiết đề tài Tình hình nghiên cứu Nhiệm vụ nghiên cứu 4 Phương pháp nghiên cứu Mục đích nghiên cứu Kết đạt đề tài Kết cấu đồ án CHƯƠNG TỔNG QUAN CỦA ĐỀ TÀI 1.1 Lý chọn đề tài 1.2 Yêu cầu sản phẩm thiết kế CHƯƠNG PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ 2.1 Các phương án thiết kế 2.1.1 Phương án 1: Máy quấn nằm ngang 2.1.2 Phương án 2: Máy quấn đứng 2.2 Phương pháp quấn 2.2.1 Quấn khô 2.2.2 Phương án 2: Quấn ướt 2.3 Các kiểu quấn sợi thông dụng 10 2.3.1 Quấn đan chéo (Helical winding) 10 2.3.2 Quấn ngang (Hoop winding) 11 2.3.3 Quấn Polar (Polar winding) 11 CHƯƠNG PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ TỐI ƯU 14 3.1 Nguyên lý hoạt động 14 3.2 Sơ đồ động máy 14 v CHƯƠNG TÍNH TỐN, THIẾT KẾ MÁY QUẤN DÂY SẢN XUẤT BỒN COMPOSITE 15 4.1 Thiết kế khí 15 4.1.1 Tính tốn động học hệ dẫn động 15 4.1.1.1 Chọn động 15 4.1.1.2 Chọn hộp giảm tốc: 16 4.1.2 Thiết kế quấn sợi 16 4.1.2.1 Tính tốn truyền Cardan: 16 4.1.2.2 Tính tốn thiết kế trục quấn 17 4.1.2.3 Tính tốn kiểm nghiệm ổ bi: 18 4.1.3 Tính tốn thiết kế xe cấp sợi 19 4.1.3.1 Lựa chọn động cơ: 19 4.1.3.2 Lựa chọn hộp giảm tốc: 20 4.1.3.3 Tính toán truyền 20 4.2 Thiết kế điện – điều khiển 22 4.2.1 Thiết kế mạch điện 22 4.2.1.1 Khối điều khiển trung tâm 23 4.2.1.2 HMI 24 4.2.1.3 Khối công suất 26 4.2.1.4 Khối nguồn 27 4.2.1.5 Cảm biến 27 4.2.2 Lưu đồ thuật toán 28 4.2.3 Chương trình điều khiển 35 CHƯƠNG THI CÔNG SẢN PHẨM 40 5.1 Gia cơng mơ hình khí 40 5.2 Thi công tủ điều khiển 40 CHƯƠNG KẾT LUẬN VÀ ĐỊNH HƯỚNG PHÁT TRIỂN 43 vi 6.1 Tóm tắt đánh giá kết đề tài 43 6.2 Hướng phát triển 43 TÀI LIỆU THAM KHẢO 44 vii LỜI MỞ ĐẦU Tính cấp thiết đề tài Như biết, thành phần chất hóa học chứa chất ăn mịn định, chí cao, vật liệu thích hợp chọn lựa thiết kế bồn chứa hóa chất điều cần thiết với doanh nghiệp sử dụng hóa chất để tăng hiệu cho q trình sản xuất, nhiên hóa chất làm ảnh hưởng đến chất lượng bồn chứa Trước đây, nhà sản xuất lựa chọn vật liệu làm bồn chứa hóa chất thép cacbon, nhận hạn chế mà bồn làm chất liệu thép cacbon sử dụng làm bồn lại khơng có tuổi thọ cao, lại dễ dàng ăn mịn, ảnh hưởng đến chất lượng hiệu suất làm việc, chun gia nghiên cứu đến vật liệu khác, phát vật liệu gia cường sợi thủy tinh (FPR), Việt Nam gọi với tên Composite, vật liệu thay tốt Nhìn thấy tính ưu việt chất liệu composite, bao gồm: nhẹ, không dây điện, không chậm cháy, không hút ẩm, không thấm ướt, chịu ăn mòn cao nên nhà sản xuất định chọn lựa làm bồn chứa loại hóa chất, đặc biệt loại axit có tính ăn mịn mạnh, vật liệu composite làm bồn lại cịn giảm chi phí bảo dưỡng, vận chuyển giá thành mua lại phải chăng, giúp người sử dụng giảm chi phí đầu vào, khơng q lo lắng chất lượng bồn tốt lại phải giá đắt Và chí giá thành bảo trị cịn rẻ bồn chứa làm thép (hợp kim, không rỉ), hay bồn chứa hóa chất hitachi Hiện Composite khơng ứng dụng để làm bồn chứa hóa chất mà bên cạnh cịn ứng dụng để bọc phủ FRP, sử dụng làm hầm biogas, bồn xử lý nước thải nhiều sản phẩm tuyệt vời khác Hình 0.1 Bồn hóa chất vật liệu composite (nguồn Internet) Tính đến nay, Việt Nam cơng trình nghiên cứu, chế tạo máy quấn bồn hóa chất vật liệu composite Do việc tiến hành nghiên cứu đề tài: “Nghiên cứu, chế tạo mơ hình máy quấn dây sản xuất bồn composite theo công nghệ đan chéo” việc làm thực cần thiết Đây tiền đề để nghiên cứu, chế tạo máy quấn bồn hóa chất vật liệu composite Tình hình nghiên cứu Các kết nghiên cứu nước Đề tài: “Nghiên cứu công nghệ quấn ống sợi chế tạo máy quấn ống sợi composite” năm 2007 – ĐH SPKT TPHCM • Đề tài thực chủ trì TS Lê Hiếu Giang Đề tài nghiên cứu vật liệu polymer nhiệt rắn, vật liệu polymer nhiệt dẻo Quấn ống composite sợi vải thử nghiệm ống composite sợi vải • Đề tài cho biết số phương pháp quấn ống composite giới 10.0 ±0.2 10 LỖ 7366 ±2 3750 400 720 200 ±1 A A MẶT CẮT A-A TỈ LỆ 1:35 3568 1122.5 C B TỈ LỆ 1:2 58 20 250 ±1 400 400 CHI TIẾT C TỈ LỆ 1:10 100 CHI TIẾT B TỈ LỆ 1:3 Người vẽ TỈ LỆ 1:20 Kiểm tra Đặng Thế Ngày vẽ Hà Ngọc Nguyên Trường Đại Học Công Nghệ TP.HCM BẢN VẼ TRỤC QUAY Vật liệu: Thép Tỉ lệ: 1:35 Kí hiệu: 58 25 5350 ±2 4041.5 R 25 1233.5 848.5 A TỈ LỆ 1:1 50 58 374 CHI TIẾT A TỈ LỆ 1:2 Người vẽ Kiểm tra Đặng Thế Ngày vẽ Hà Ngọc Nguyên Trường Đại Học Công Nghệ TP.HCM VIT ME Vật liệu: Thép Tỉ lệ: 1:20 Kí hiệu: ±1 214 414 ±1 520 ±2 50 20 153 153 50 100 ±1 100 ±1 520 ±2 214 40 R4 Người vẽ Kiểm tra Đặng Thế Ngày vẽ Hà Ngọc Nguyên Trường Đại Học Công Nghệ TP.HCM ĐẾ KHỚP QUAY CỐ ĐỊNH Vật liệu: Thép Tỉ lệ: 1:5 Kí hiệu: 50 50 A 50 ±1 40.0 ±0.2 A R40 ±0 40 855.0 ±0.1 100 50 955 ±2 MẶT CẮT A-A Người vẽ Kiểm tra Đặng Thế Ngày vẽ Hà Ngọc Nguyên Trường Đại Học Công Nghệ TP.HCM THANH TRUYỀN Vật liệu: Thép Tỉ lệ: 1:5 Kí hiệu: 50 ± 413.6 ±0.1 214 ±1 50 0± 40 20 300 ±1 519 ±1 R1 10 ±1 0 2 519 ±1 300 ±1 77 100 140 ±1 R4 ± 0.0 Người vẽ Kiểm tra Đặng Thế Ngày vẽ Hà Ngọc Nguyên Trường Đại Học Công Nghệ TP.HCM ĐẾ KHỚP QUAY TỊNH TIẾN Vật liệu: Thép Tỉ lệ: 1:5 Kí hiệu: 100 539 405 335 1540 ±2 ° ° 75 85 60 ° 30 ° 75 ° 198 ° ° 210 75 85 60 741 10 330 1580 ±2 CHI TIẾT A TỈ LỆ 1:10 580 ±1 3 166 801 ±1 B A 420.0 ±0.1 1580 ±2 3 15.0 ±0.2 1580 ±2 80 CHI TIẾT B TỈ LỆ 1:10 Người vẽ Kiểm tra Đặng Thế Ngày vẽ Hà Ngọc Nguyên BẢN VẼ KHUNG ĐỠ LÕI QUẤN Tỉ lệ: 1:20 Trường Đại Học Công Nghệ TP.HCM Vật liệu: Thép Kí hiệu: 100 170 20 380 ±1 30.0 ±0.1 20 190 400 ±1 10 200 ±1 35.0 ±0.1 50 90 500 ±1 100 ±1 70 90 70 350 ±1 520 ±2 30.0 ±0.2 10.0 ±0.2 430 ±1 Người vẽ Kiểm tra Đặng Thế Ngày vẽ Hà Ngọc Nguyên Trường Đại Học Công Nghệ TP.HCM BẢN VẼ LẮP GỐI ĐỠ LÕI QUẤN Vật liệu: Thép Tỉ lệ: 1:5 Kí hiệu: 35 10 12.5 10 45° 90 30.0 ±0.1 90 ±1 10 130 ±1 7.5 10.0 ±0.2 130 ±1 130 ±1 10.0 ±0.2 35.0 ±0.1 60 ±1 Người vẽ Kiểm tra Đặng Thế Ngày vẽ Hà Ngọc Nguyên Trường Đại Học Công Nghệ TP.HCM GÁ GẮN GỐI ĐỠ Vật liệu: Thép Tỉ lệ: 1:2 Kí hiệu: 1033 ±2 TỈ LỆ 1:15 A C B 453 9000 ±2 197 D 50 CHI TIẾT C TỈ LỆ 1:5 100 1408 ±2 CHI TIẾT D TỈ LỆ 1:5 548 733 ±1 CHI TIẾT A TỈ LỆ 1:15 1400 ±2 159 159 CHI TIẾT B TỈ LỆ 1:5 Người vẽ Kiểm tra Đặng Thế Ngày vẽ Hà Ngọc Nguyên Trường Đại Học Công Nghệ TP.HCM BẢN VẼ LẮP BỘ CHUYỂN ĐỘNG XE CẤP SỢI Vật liệu: Thép Tỉ lệ: 1:50 Kí hiệu: 13 B 666 ±2 135 ° 13 20 500.0 ±0.1 50.0 ±0.1 60 CHI TIẾT B TỈ LỆ 1:1 5.0 ±0.2 CHI TIẾT A TỈ LỆ 1:3 666 ±2 A 9000 ±2 Người vẽ Kiểm tra Đặng Thế Ngày vẽ Hà Ngọc Nguyên Trường Đại Học Công Nghệ TP.HCM BẢN VẼ THANH RAY Vật liệu: Thép Tỉ lệ: 1:50 Kí hiệu: 15 15 159 ±1 15 6.0 ±0.2 135 ° 60 ±1 30 40 ±1 3 60 ±1 40.0 ±0.1 5.0 ±0.2 60.0 ±0.1 80 ±1 Người vẽ Kiểm tra Đặng Thế Ngày vẽ Hà Ngọc Nguyên Trường Đại Học Công Nghệ TP.HCM BẢN VẼ LẮP CHÂN ĐỠ THANH RĂNG Vật liệu: Thép Tỉ lệ:1:2 Kí hiệu: 200 ±2 120 ±1 M10 800 ±1 50 35 100 215 245 750 ±1 130 CHI TIẾT A TỈ LỆ 1:5 100.0 ±0.2 56 45 448 ±1 ° 1028 ±2 M5 154 A 341 220 ±1 133 117 ±1 10 2 120° 755 ±2 650 ±1 NGĂN CHỨA KEO TỈ LỆ 1:5 650 ±1 1400 ±2 STT TÊN Lược dẫn sợi SỐ LƯỢNG Bánh Gá lắp động hộp giảm tốc 1 Động Thanh căng sợi Ngăn chứa keo Tấm lỗ cấp sợi Bánh xe 10 3 GHI CHÚ Người vẽ Kiểm tra Đặng Thế Ngày vẽ Hà Ngọc Nguyên Trường Đại Học Công Nghệ TP.HCM BẢN VẼ LẮP XE CẤP SỢI Vật liệu: Thép Tỉ lệ: 1:15 Kí hiệu: 90.0 ±0.1 81 90.0 ±0.1 71 13 5° 185 215 ±1 130.0 ±0.1 R2.5 ±0.1 215 ±1 111 ±1 5.0 ±0.2 92.0 ±0.1 112 ±1 Người vẽ Kiểm tra Đặng Thế Ngày vẽ Hà Ngọc Nguyên Trường Đại Học Công Nghệ TP.HCM GÁ GẮN ĐỘNG CƠ XE CẤP SỢI Vật liệu: Thép Tỉ lệ: 1:2 Kí hiệu: 10.0 ±0.1 16.0 ±0.1 62 ±1 37 5.0 ±0.2 ° 25 135 37 10.0 ±0.1 62 ±1 20 62 ±1 5.0 ±0.2 16.0 ±0.1 30 ±1 Người vẽ Kiểm tra Đặng Thế Ngày vẽ Hà Ngọc Nguyên BẢN VẼ GÁ PHỤ LẮP ĐỘNG CƠ XE CẤP SỢI Tỉ lệ:1:1 Trường Đại Học Công Nghệ TP.HCM Vật liệu: Thép Kí hiệu: BV: TẤM CẤP SỢI BV: LƯỢC DẪN SỢI 40 150 ±1 A 15.0 ±0.1 120 ±1 20 40 13 240 ±1 15.0 ±0.1 5.0 ±0.2 20 A 20 100 ±1 R2 Mặt cắt A-A Người vẽ Kiểm tra Đặng Thế Ngày vẽ Hà Ngọc Nguyên BẢN VẼ TẤM CẤP SỢI VÀ LƯỢC DẪN SỢI Tỉ lệ: 1:2 Trường Đại Học Công Nghệ TP.HCM Vật liệu: Thép Kí hiệu: ... liệu composite Do việc tiến hành nghiên cứu đề tài: ? ?Nghiên cứu, chế tạo mô hình máy quấn dây sản xuất bồn composite theo cơng nghệ đan chéo? ?? việc làm thực cần thiết Đây tiền đề để nghiên cứu, chế. .. nghiên cứu, chế tạo máy quấn bồn hóa chất vật liệu composite Tình hình nghiên cứu Các kết nghiên cứu nước Đề tài: ? ?Nghiên cứu công nghệ quấn ống sợi chế tạo máy quấn ống sợi composite? ?? năm 2007... đích nghiên cứu Kết cơng trình bước đầu tạo máy quấn bồn, bước đầu cho việc chế tạo bồn hóa chất vật liệu composite Kết nghiên cứu áp dụng vào nghiên cứu khoa học, đưa vào nghiên cứu sản xuất sản