Thiết kế và chế tạo máy thử độ mòn các chi tiết trong khuôn

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH CƠNG TRÌNH NGHIÊN CỨU KHOA HỌC CỦA SINH VIÊN THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO MÁY THỬ ĐỘ MÒN CÁC CHI TIẾT TRONG KHUÔN MÃ SỐ: SV2021-175 CHỦ NHIỆM ĐỀ TÀI: TRẦN CÔNG HOÀNG SKC 0 6 Tp Hồ Chí Minh, tháng 6/2021 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐH SƯ PHẠM KỸ THUẬT TPHCM BÁO CÁO TỔNG KẾT ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC CỦA SINH VIÊN “THIẾT KẾ VÀCHẾ TẠO MÁY THỬ ĐỘ MÒN CÁC CHI TIẾT TRONG KHN” Mã số đề tài: SV2021-175 Thuộc nhóm ngành khoa học: SV thực : Dân tộc: Trần Cơng Hồng 17143087 Lê Quốc Cường 17143059 Nguyễn Phạm Quốc Tuấn 17143156 Kinh Lớp, khoa: 17143CL3B Năm thứ: /Số năm đào tạo:4 Ngành học: Công nghệ chế tạo máy Người hướng dẫn: Ths Nguyễn Trà Kim Quyên TP Hồ Chí Minh, Tháng Năm 2021 ii MỤC LỤC MỤC LỤC iii DANH SÁCH CÁC HÌNH ẢNH, BIỂU ĐỒ vi CHƯƠNG : 10 TỔNG QUAN 10 1.1 Ý nghĩa khoa học thực tiễn máy thử độ mòn chi tiết khuôn 10 1.2 Mục tiêu đề tài 10 1.3 Phương pháp nghiên cứu 11 1.4 Kết cấu đồ án tốt nghiệp 12 CHƯƠNG 13 CƠ SỞ LÝ THUYẾT 13 2.1Đại cương máy phun ép nhựa 13 2.1.1 Giới thiệu máy ép nhựa 13 2.1.2 Cấu tạo máy ép nhựa 13 2.1.3 Phân loại máy ép nhựa 14 2.2 Cơ sở lý thuyết 15 2.2.1 Các đặc trưng ma sát 15 2.2.2 Các khái niệm lực 17 2.2.3 Trạng thái ứng suất thuyết bền 18 2.2.3.1 Trạng thái ứng suất 18 2.2.3.2 Thuyết bền ứng suất pháp 19 2.2.3.3 Thuyết bền ứng suất tiếp 19 2.2.3.4 Thanh chịu kéo nén tâm 20 2.2.4 Cơ cấu tay quay trượt 20 2.2.4.1 Tỷ số truyền cấu tay quay trượt 21 2.2.4.2 Hệ số nhanh 22 iii 2.2.4.3 Điều kiện quay liên tục khâu nối giá 23 2.2.5 Cân máy 24 2.2.5.1 Khái niệm cân máy 24 2.2.5.2 Cân vật quay 24 CHƯƠNG 28 TÍNH TỐN VÀ THIẾT KẾ 28 3.1 Tính tốn động học cấu: 28 3.2 Tính tốn chọn động cơ: 29 3.2.1 Tĩnh học cấu tay biên trục khuỷu 30 3.2.2 Chọn động cơ: 32 3.3 Điều kiện bền lực ép danh nghĩa máy 33 3.3.1 Tính toán trục tay biên 35 3.3.2 Tính tốn then 38 3.4 Tính tốn ổ lăn 40 3.5 Tính tốn điều kiện bền tay biên 41 3.6 Tính tốn chốt tay biên 42 3.7 Tính tốn điều kiện bền ti trượt 43 3.8 Tính tốn khung 45 CHƯƠNG : CHẾ TẠO VÀ BÀO TRÌ MÁY THỬ MỊN 49 4.1 Tổng quan máy “ Thử Độ Mịn Ma Sát Các Chi Tiếp khn : 49 4.2 Gia công chi tiết 55 4.3 Lắp ráp 87 4.4 Hệ thống điều khiển vận hành máy 89 4.4.1 : Yêu cầu vận hành máy 89 4.4.1.1 Tính vận hành : 89 4.4.1.2 Tính an tồn : 90 4.4.2 Thiết kế mô mạch điện : 90 4.4.2.1 Đèn báo nguồn hoạt động : 90 4.4.2.2 Khởi động máy : 91 iv 4.4.2.3 Couter hoạt động dừng máy đủ số lần set up : 91 4.4.2.4 Dừng khẩn cấp : 92 4.4.3 Lắp tủ điện : 92 4.4.3.1 Chuẩn bị khí cụ điện : 92 4.4.3.2 Tiến hành lắp tủ điện : 94 4.5 Bảo trì máy thử mịn 96 4.5.1 Bảo trì tổng qt máy thử độ mịn ma sát chi tiết khuôn 96 4.5.2 Bảo trì phận 96 4.5.2.1 Bộ tay quay trượt 96 4.5.2.2 Bộ truyền động đai thang 98 4.5.2.3 Cụm điều khiển 102 Chương 104 KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN 104 5.1 Các kết đạt 104 5.2 Những vấn đề hạn chế 104 5.3 Hướng phát triển 104 TÀI LIỆU THAM KHẢO 105 v DANH SÁCH CÁC HÌNH ẢNH, BIỂU ĐỒ 2.1 Máy ép nhựa đứng ………………………………………………………… 14 2.2 Máy ép nhựa ngang …………………………………………………………15 2.3 Phân loại ma sát …………………………………………………………… 17 2.4 Trạng thái ứng suất ………………………………………………………… 18 2.5 Phân loại ứng suất ………………………………………………………….…19 2.6 Cơ cấu tay quay trượt ……………………………………………………21 2.7 Phân phối tỷ số truyền ……………………………………………………… 22 2.8 Hệ số nhanh …………………………………………………………… …23 2.9 Điều kiện quay liên tục ……………………………………………………… 24 2.10 Cân vật quay mỏng ……………………………………………………26 2.11 Phương pháp cân vật quay…………………………………………… 27 3.1 Động học cấu …………………………………………………………….…28 3.2 Biểu đồ vận tốc – gia tốc ………………………………………………….… 29 3.3 Tĩnh học cấu tay biên trục khuỷu …………………………………….….30 3.4 Đồ thị hàm momen ……………………………………………………… ….32 3.5 Đồ thị lực tác dụng lên thanh……………………………………………… 33 3.6 Trục tay biên …………………………………………………………….……35 3.7 Phân tích lực trục tay biên………………………………………………… 36 3.8 Biểu đồ Momen …………………………………………………………… 37 3.9 Bản vẽ chi tiết trục ……………………………………………………………38 3.10 Bảng tính tốn then ……………………………………………………… 39 3.11 Tay biên …………………………………………………………………… 42 3.12 Tính tốn tay biên ………………………………………………………… 43 3.13 Kiểm nghiệm tay biên …………………………………………………… 43 3.14 Biểu đồ momen tay biên…………………………………………… 44 3.15 Tính tốn khung ………………………………………………………… 45 3.16 Kiểm nghiệm khung …………………………………………………… …46 3.17 Phân tích nội lực khung ………………………………………… …47 4.1 Tổng quan máy …………………………………………….…………… 49 4.3 cụm ………………………………………………………………………… 51 4.4 cụm ………………………………………………………………………… 53 vi Hình 4.5 Cụm ……………………………………………………………… 54 Hình 4.6 Bản vẽ chi tiết Nắp cố định …………………………………… 56 Hình 4.8 Bàn hút chân khơng …………………………………………………57 Bảng 4.9: Quy trình cơng nghệ gia cơng trượt ………………………… 85 Bảng 4.10: Quy trình cơng nghệ gia công tay quay ………………………… 86 Bảng 4.11: Quy trình cơng nghệ gia cơng tay quay …………………………87 Hình 4.12 Mạch điện ……………………………………………………………90 Hình 4.13 Bấm START , máy hoạt động …………………………………… 91 Hình 4.14 Couter ngắt động ……………………………………………… 91 Hình 4.15 máy dừng khẩn cấp đèn đỏ sáng khhi đóng nút E-stop………… 92 Hình 4.16 Bố trí dây khí cụ điện bên ngồi ……………………………95 Hình 4.17 Bố trí dây khí cụ điện bên …………………………….95 4.18 Bảng bảo trì cụm cấu tay quay trượt ……………………………98 4.19 Bảng bảo trì truyền động đai …………………………………………102 4.20 Biến tần ………………………………………………………………… 103 4.21 Couter …………………………………………………………………… 103 vii BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐH SƯ PHẠM KỸ THUẬT TPHCM THÔNG TIN KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU CỦA ĐỀ TÀI Thông tin chung: - Tên đề tài: Thiết kế, chế tạo máy thử độ mịn chi tiết khn - Chủ nhiệm đề tài: Trần Cơng Hồng - Lớp: 17143CL3B Mã số SV: 17143087 Khoa: CLC - Thành viên đề tài: Stt Họ tên MSSV Lớp Khoa Lê Quốc Cường 17143059 17143CL3B CLC Nguyễn Phạm Quốc Tuấn 17143156 17143CL3B CLC - Người hướng dẫn: Ths Nguyễn Trà Kim Quyên Mục tiêu đề tài: - Thiết kế mơ hình 3D máy thử độ mòn ma sát dùng để kiểm tra độ mịn chi tiết khn - Chế tạo chi tiết khí phi tiêu chuẩn mơ hình - Lắp ráp hồn thiện mơ hình - Thử nghiệm ghi nhận độ mịn mẫu thử nghiệm Tính sáng tạo: - Với phát triển không ngừng xã hội, đôi với nhu cầu người ngày cao, để đáp ứng cho yêu cầu suất, chất lượng giá thành sản phẩm, máy thử độ mịn ma sát chi tiết khn ép nhựa đời Yêu cầu độ xác, chi phí chế tạo khn, nâng cao chất lượng sản phẩm hạ thấp giá thành sản phẩm nhựa mục tiêu mà đề tài “máy thử độ mịn chi tiết khn ép nhựa” hướng đến viii Kết nghiên cứu Chế tạo thành cơng máy thử độ mịn chi tiết khn ép nhựa Thông qua thử nghiệm đo kiểm để xác định thơng số q trình mài mịn Thử nghiệm đo đạc nhiều mẫu thử từ đưa giải pháp bảo trì thay chi tiết khuôn cách tối ưu Điều góp phần khơng nhỏ giúp giảm bớt chi phí đầu tư, tăng chất lượng sản phẩm giúp giảm giá thành sản phẩm đáng kể Ngày tháng năm SV chịu trách nhiệm thực đề tài (kí, họ tên) …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… Nhận xét người hướng dẫn đóng góp khoa học SV thực đề tài Ngày tháng năm Người hướng dẫn (kí, họ tên) ix CHƯƠNG : TỔNG QUAN 1.1 Ý nghĩa khoa học thực tiễn máy thử độ mòn chi tiết khuôn Theo xu hướng phát triển khoa học – cơng nghệ tồn giới, ngành nhựa trở thành ngành có tốc độ phát triển nhanh nước Sản phẩm nhựa Việt Nam có mặt 40 quốc gia không ngừng tăng trưởng Ngành nhựa phát triển lớn mạnh kéo theo đời nên công nghiệp khuôn mẫu để hỗ trợ điều tất yếu Sự phát triển dẫn đến nhiều chủng loại máy đời nhằm phục vụ chon nhu cầu thiết yếu người Trong đó, để phục vụ cho q trình đo kiểm, xác định tuổi thọ chi tiết khn để từ đưa phương pháp vận hành, bảo trì bảo dưỡng, thay cách tối ưu hiệu Từ đó, hạn chế khả sai sót q trình vận hành, giảm thiểu tối đa sản phẩm lỗi mòn q trình vận hành để giảm kinh phí đầu tư hạ giá thành sản phẩm, nhằm hướng tới người tiêu dùng sản phẩm chất lượng tốt giá thành hấp dẫn Xuất phát từ cầu thực tế đó, việc nghiên cứu, thiết kế chế tạo máy thử độ mòn chi tiết khuôn nhằm phục vụ cho ngành khuôn ép cần thiết, đồng thời với định hướng hướng dẫn Nguyễn Trà Kim Qun, nhóm sinh viên chúng em chọn đề tài “ Nghiên cứu, thiết kế, chế tạo máy thử độ mòn chi tiết khuôn ép nhựa ” làm đề tài tốt nghiệp 1.2 Mục tiêu đề tài Tìm hiểu chức năng, nguyên lý, cấu điều khiển mơ hình máy thử độ mịn chi tiết khuôn ép Thiết kế, chế tạo kết cấu 10 COUTER Ngắt động tự động Bộ hiển thị tốc độ Hiển thị số vịng quay trục cơng tác 10 Đèn báo Đèn vàng máy có nguồn , đèn xanh máy chạy , đèn đỏ dừng khẩn cấp 11 Cảm biến tiểm cận Tín hiệu đầu cào COUTER Nhận biết cửa đóng hay mở ( NPN ) 12 Cơng tắc hành trình 93 4.4.3.2 Tiến hành lắp tủ điện : 10 94 Hình 4.16 Bố trí dây khí cụ điện bên ngồi Hình 4.17 Bố trí dây khí cụ điện bên 95 4.5 Bảo trì máy thử mịn 4.5.1 Bảo trì tổng qt máy thử độ mịn ma sát chi tiết khn - Để máy thử mòn hoạt động bền bỉ, lâu dài hoạt động cách xác khơng làm ảnh hưởng đến kết đo trước hết cần phải lưu ý mục sau: * Trước lần sử dụng máy, cần ý kiểm tra ốc vít, đường dây điện, nút nhấn có lỏng hay hư hỏng khơng * Ln kiểm tra dầu bơi trơn vào ổ lăn, trục, ty trượt trước vận hành máy * Tra mỡ thường xuyên theo định kỳ ty trượt theo định kỳ tháng lần sau 20 tiếng làm việc liên tục - Để đảm bảo an tồn q trình vận hành máy, trước mở máy kiểm tra khoag máy có vật cản trở hay vướng mắc khơng 4.5.2 Bảo trì phận 4.5.2.1 Bộ tay quay trượt Các dạng hư hỏng thường gặp Nguyên nhân Hỏng ren gối đỡ ray Do va đập trượt tròn Cách khắc phục Thay chịu lực trình máy làm việc 96 Vỡ bi, rãnh lăn bị tróc, mặt Vịng bi lắp trụ mịn khơng vng góc Kiểm tra lệch góc trục Kiểm tra tra dầu bôi trơn thường xuyên với trục Trục bị lệch góc Mài mịn thiếu bơi trơn Nứt vỡ bi, bong tróc bề mặt, Tải trọng phá hỏng ren lớn vòng bi Rung động Kiểm tra độ lệch tâm cánh tay biên Tra dầu bôi trơn thường xuyên Hạn chế tải trọng trình lớn hoạt động Cánh tay 97 biên bị lệch tâm Mài mịn, bong tróc bề mặt Rung động kim loại Thường xuyên kiểm tra tra dầu mỡ theo định kỳ tháng trình hoạt động Bôi trơn không đủ lần 4.18 Bảng bảo trì cụm cấu tay quay trượt 4.5.2.2 Bộ truyền động đai thang Các dạng hư hỏng thường gặp Nguyên nhân -Dây đai bị đứt -Dây đai căng Cách khắc phục -Kiểm tra lực căng căng chỉnh lại dây đai mức cho 98 phép Kẹt dây -Tróc, rách hai bên mép -Kiểm tra điều kiện truyền động máy móc hoạt động -Thay puly Ngoại lực tác động -Căn chỉnh puly đồng phẳng -Do lực căng dây thấp Momen xoắn đứng cao puly không đồng phẳng Rãnh puly mòn -Puly đai bị nứt, vỡ Hoạt động -Mài mòn rãnh puly tải Lực căng đai -Căn chỉnh lực căng đai phù hợp -Hạn chế hoạt động tải lớn -Căn chỉnh lại puly cho puly không đồng phẳng 99 đồng phẳng Do rung động trình hoạt động -Động hoạt động có tiếng ồn lớn, rung mạnh bất -Do bạc đạn bị mòn, rotor thường chạm vào -Kiểm tra bôi trơn tra dầu thường xuyên Vệ sinh mơi trường làm việc stator, có vật thể lại khe hở -Bạc đạn, bạc thau nóng -Kiểm tra chỉnh lại rotor stator độ đồng tâm trục động -Dầu bôi trơn Căng chỉnh lại dây coroa bị khô, bạc cho phù hợp đạn bị gơ, bị lệch tâm -Động không khởi động được, cháy động Dây coroa kéo căng -Tổ chức kiểm tra đường điện, vệ sinh định kỳ trước vận hành làm tăng 100 ma sát trục động -Trục động lắp ráp Hoạt động công suất cho phép Kiểm tra chất lượng điện trước vận hành, chuẩn bị tốt lệch tâm phương án an Có vật lạ tồn điện rotor Qúa tải -Trục puly bị mòn, nứt, gãy -Lắp đặt trục -Kiểm tra lại độ lệch tâm bị lệch tâm trục -Rung động -Thường xuyên vệ sinh, tra dầu theo định kỳ trình vận hành gây độ hở dẫn đến mòn bề mặt 101 -Không bôi trơn tra dầu thường xuyên -Qúa tải 4.19 Bảng bảo trì truyền động đai 4.5.2.3 Cụm điều khiển - Cụm điều khiển sử dụng khí cụ điện như: - Cơng tắc - Nút nhấn - Cảm biến kim loại, cảm biến từ trường - Counter - Biến tần… Biến tần linh kiện điện tử bán dẫn nhạy cảm dễ bị tác động môi trường xung quanh Phải đảm bảo yếu tố mơi trường lắp đặt ví dụ vị trí, độ ẩm, nhiệt độ Biến tần khơng thể làm việc ngồi trời cần đặt tủ có khơng gian rộng rãi, thơng gió đạt yêu cầu Vị trí đặt tủ phải đảm bảo yếu tố sau: Khơng có chất ăn mịn, bụi bẩn, khí gas, độ cao nhỏ 1000m so với mặt nước biến, nhiệt độ nhỏ 500 độ C phải khô tuyệt đối 102 4.20 Biến tần 4.21 Couter 103 Chương KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN Nội dung đồ án thực suốt kỳ học vừa qua trình làm việc nghiên cứu cách nghiêm túc Để thực nội dung đồ án đòi hỏi phải trang bị kiến thức từ đến nâng cao nhiều lĩnh vực Từ nghiên cứu công nghệ phun ép nhựa ứng dụng đến việc phải tìm hiểu sử dụng thành thạo phần mềm giả lập, tìm hiểu độ bền chi tiết khuôn Việc giải thành công vấn đề mang lại thêm kiến thức định trước thử thách thực tế chờ đợi bước áp dụng vào thực tế sản xuất 5.1 Các kết đạt Đề tài tạo hội cho em tiếp cận học tập nắm bắt tiến khoa học nhất: Về công nghệ ép phun ứng dụng Theo đó, đồ án giải vấn đề: - Các kiến thức mịn ma sát nói chung mịn chi tiết khn nói riêng chi tiết khn ép nhựa Tối ưu hóa độ bền ma sát chi tiết khuôn 5.2 Những vấn đề hạn chế Do hạn chế, nên đồ án cịn có thiếu sót: • Vẫn nhiều chi tiết vật liệu khác sử dụng để làm khn chưa nhóm thử kiểm nghiệm độ bền • Máy vận hành tốt chạy với tiêu chuẩn đặt Tuy nhiên gia cơng lắp đặt chưa hồn tồn xác số chi tiết dẫn đến máy hoạt động khơng êm • Có thể thay chi tiết khn vịng định vị, pin đẩy, lị xo,…, tùy theo mục đích để thử nghiệm loại vật liệu mẫu thử khác 5.3 Hướng phát triển - Thử nghiệm chi tiết, mẫu thử trung tâm để kiểm nghiệm, so sánh kết đưa phương án giải tối ưu cho việc thay hay bảo trì chi tiết trongg khn - Thay đổi cấu thích hợp để thí nghiệm nhiều mẫu thử khác 104 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Tính tốn thiết kế hệ thống dẫn động khí (Trịnh Chất-Lê văn Uyển) [Tập 1,2]- NXB giáo dục [2] Thiết kế chi tiết máy(Nguyễn Trọng Hiệp – Nguyễn Văn Lâm) [3] Dung sai lắp ghép Ninh Đức Tốn- NXB Giáo dục Hà Nội [4] Sổ tay công nghệ chế tạo máy Tập [1] [2] [3] (Nguyễn Đắc Lộc) [5] Chế độ cắt gia cơng khí (Nguyễn Ngọc Đào-Hồ Viết Bình) [6] Nguyên Lý Máy ( Định Gia Tường – Tạ Khánh Lâm ) [7] Giáo trình mịn ma sát bơi trơn TRIBOLOGY ( Nguyễn Dỗn Ý) 105 106 ... - Thiết kế mơ hình 3D máy thử độ mòn ma sát dùng để kiểm tra độ mòn chi tiết khuôn - Chế tạo chi tiết khí phi tiêu chuẩn mơ hình - Lắp ráp hồn thiện mơ hình - Thử nghiệm ghi nhận độ mòn mẫu thử. .. cứu, thiết kế, chế tạo máy thử độ mịn chi tiết khn ép nhựa ” làm đề tài tốt nghiệp 1.2 Mục tiêu đề tài Tìm hiểu chức năng, ngun lý, cấu điều khiển mơ hình máy thử độ mịn chi tiết khn ép Thiết kế, ...BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐH SƯ PHẠM KỸ THUẬT TPHCM BÁO CÁO TỔNG KẾT ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC CỦA SINH VIÊN “THIẾT KẾ VÀCHẾ TẠO MÁY THỬ ĐỘ MỊN CÁC CHI TIẾT TRONG KHN” Mã số đề tài: