Áp dụng quy trình design thinking vào nghiên cứu, chế tạo thiết bị hàn cổ pô xe máy

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 ÁP DỤNG QUY TRÌNH « DESIGN THINKING » VÀO NGHIÊN CỨU, CHẾ TẠO THIẾT BỊ HÀN CỔ PÔ XEMÁY MÃ SỐ: SV2021 - 204 CHỦ NHIỆM ĐỀ TÀI: NGUYỄN ĐỨC HẬU SKC007671 Tp Hồ Chí Minh, tháng 6/2021 TIEU LUAN MOI download : skknchat123@gmail.com BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐH SƢ PHẠM KỸ THUẬT TPHCM BÁO CÁO TỔNG KẾT ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC CỦA SINH VIÊN ÁP DỤNG QUY TRÌNH « DESIGN THINKING » VÀO NGHIÊN CỨU, CHẾ TẠO THIẾT BỊ HÀN CỔ PƠ XE MÁY SV2021-204 Thuộc nhóm ngành khoa học: Cơng nghệ chế tạo khí SV thực hiện: Nguyễn Đức Hậu Nam, Nữ: Nam Dân tộc: Kinh Lớp, khoa: Năm thứ: Ngành học: 17144CLA2, khoa đào tạo chất lƣợng cao Số năm đào tạo: Cơng nghệ chế tạo khí Ngƣời hƣớng dẫn: Thạc sĩ Phạm Bạch Dƣơng TP Hồ Chí Minh, 6/2021 Mục Lục Lời nói đầu Chƣơng 1: GIỚI THIỆU 10 1.1 Ống xả xe máy: 10 1.2 Kết cấu ống xả thị trƣờng: 14 1.3Quy trình sản xuất sản phẩm 17 1.4 Mục tiêu nghiên cứu đề tài 20 1.5 Phƣơng pháp tiếp cận đề tài 21 1.6 Đối tƣợng, nhiệm vụ, phạm vi hạn chế nghiên cứu 24 1.7 Thông số đầu vào 24 1.7.1 Các thông số có 24 1.8 Thông số đầu 24 Chƣơng : CƠ SỞ LÝ THUYẾT 25 2.1 Vật liệu 25 2.1.1 Vật liệu hàn 25 2.1.2 Chọn phƣơng pháp hàn 25 2.1.4 Khí hàn 27 2.1.5 Kim hàn 27 2.1.6 Thông số hàn TIG 29 2.2Đề xuất số giải pháp cho máy hàn ống xả: 30 2.3Giải pháp truyền tải: 33 2.4 Bộ phận kẹp ống xả 37 2.5 Chọn loại động 37 Chapter 3: THIẾT KẾ 41 3.1 Sơ đồ khối 41 3.2 Tính tốn truyền 43 3.2.4 Bộ truyền đai: 47 3.2.5 Tính tốn trục: 51 3.3 Thiết kế điện: 65 3.4 Thiết kế điều khiển 75 CHƢƠNG THỰC NGHIỆM VÀ PHÂN TÍCH 81 4.1 Thiết kế quy trình thực nghiệm: 81 Chƣơng 5: KẾT LUẬN 89 5.1 Kết quả: 89 Hình 1: Ống xả nguyên xe Exciter 10 Hình 2: Ống xả xe máy 11 Hình 3: Ống xả bị rỉ sét 11 Hình 4: Ống xả bị rỉ sét điều kiện môi trƣờng 12 Hình 5: Ống xả bị rỉ sét điều kiện môi trƣờng 12 Hình 6: Ống xả thị trƣờng 13 Hình 7: Ống xả thị trƣờng 13 Hình 8: Ống xả thị trƣờng 14 Hình 9: Kết cấu hệ thống ống xả 15 Hình 10: Quy trình sản xuất kết cấu #3 16 Hình 11: Quy trình sản xuất kết cấu #3 16 Hình 12: Sản phẩm đồ án tốt nghiệp 17 Hình 13: Quy trình sản xuất sản phẩm 17 Hình 14: Pipe cutting 18 Hình 15: Doa ống 18 Hình 16: Hàn đính 19 Hình 17: Đánh bóng ống 19 Hình 18: Hồn thiện đƣờng hàn 20 Hình 19: Q trình gia cơng sản phẩm 21 Hình 20: Q trình gia cơng sản phẩm 21 Hình 21: Quá trình gia cơng sản phẩm 22 Hình 22: Sản phẩm hồn thiện 23 Hình 2: Các loại kim hàn 27 Hình 1: TIG welding principle 26 Hình 3: Quy trình hàn rơ bốt 30 Hình 5: Quy trình hàn dọc 32 Hình 6: Quy trình hàn ngang 33 Hình 7: Gear transmission 34 Hình 8: Bộ truyền xích 35 Hình 9: Bộ truyền đai 36 Hình 10: Đai 37 Hình 11: Động bƣớc 38 Hình 12: Động servo 39 Hình 1: Sơ đồ khối 42 Hình 2:Cấu trúc trục 54 Hình 6:Thiết kế phát thảo 62 Hình 5:Cấu trúc trục 60 Hình 11:Sơ đồ khối đai thiết kế điện 66 Hình 12:Sơ đồ nối dây động bƣớcTB6600 68 Hình 3.13:Sơ đồ nối dây cho PLC 73 Bảng 1: Các thơng số có 24 Bảng 1: Welding parameters 29 Bảng 1: Input data 45 Bảng 2: Kinematic parameters 47 Bảng 3:Địa đầu vào đầu PLC 73 Bảng 1:Mối quan hệ yêu cầu đơn vị 83 Bảng 2:Giá trị lý tƣởng giá trị cận biên 85 Bảng 3:Danh sách phụ cho đặc điểm kỹ thuật sản phẩm 85 Bảng 4: Phƣơng pháp đo lƣờng 87 Bảng 5: Mô tả phƣơng pháp 87 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐH SƢ PHẠM KỸ THUẬT TPHCM THÔNG TIN KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU CỦA ĐỀ TÀI Thông tin chung: Tên đề tài: ÁP DỤNG QUY TRÌNH « DESIGN THINKING » VÀO NGHIÊN CỨU, CHẾ TẠO THIẾT BỊ HÀN CỔ PÔ XE MÁY - Chủ nhiệm đề tài: - Lớp: - Nguyễn Đức Hậ u 17144CLA2 Khoa: Mã số SV: 17144010 Đào tạo chất lƣợng cao Thành viên đề tài: St Họ tên t - Nguyễn Đức Hậu Trần Công Khánh Vũ Đức Trọng Đặng Tuấn Anh Nguyễn Hồng Phúc Ngƣời hƣớng dẫn: Thạc sĩ Phạm Bạch Dƣơng Mục tiêu đề tài: - Chế tạo thành công máy hàn ống xả đáp ứng nhu cầu khách hàng - Cải tiến, nâng cấp đổi máy hàn ống xả có thị trƣờng Tính sáng tạo: - Cải tiến thiết bị từ không tự động sang bán tự động - Thiết bị đảm bảo kết cấu mối hàn đều, đẹp liên tục - Thiết bị đảm bảo đƣợc chất lƣợng mối hàn Kết nghiên cứu: + Chế tạo thành công máy hàn ống xả, tạo đuờng hàn liên tục hồn hảo + Một cỗ máy linh hoạt việc gá đặt phôi vận hành + Đảm bảo chất luợng đuờng hàn: chắn, bền có kết cấu đẹp Đóng góp mặt giáo dục đào tạo, kinh tế - xã hội, an ninh, quốc phòng khả áp dụng đề tài: Kết nghiên cứu chế tạo máy hàn cổ pơ góp phần tạo hội việc làm cho ngƣời có niềm đam mê sửa chữa xe máy nói riêng nhƣng ngƣời lao động phổ thơng nói chung Công bố khoa học SV từ kết nghiên cứu đề tài (ghi rõ tên tạp chí có) nhận xét, đánh giá sở áp dụng kết nghiên cứu (nếu có): Ngày tháng năm SV chịu trách nhiệm thực đề tài (kí, họ tên) Nhận xét ngƣời hƣớng dẫn đóng góp khoa học SV thực đề tài (phần người hướng dẫn ghi): Ngày tháng năm Ngƣời hƣớng dẫn (kí, họ tên) Lời nói đầu Trong suốt thời gian thực dự án, nhóm chúng em nhận đƣợc nhiều giúp đỡ hỗ trợ nhiệt tình, thứ hƣớng dẫn động viên vƣợt qua khó khăn hồn thành khoảng thời gian khó khăn nhƣng đầy ý nghĩa Trƣớc tiên, chúng em xin gửi lời cảm ơn đến Trƣờng Đại học Sƣ phạm Kĩ Thuật TP.HCM Khoa Đào tạo Chất lƣợng cao tạo điều kiện thuận lợi để chúng em thực đồ án tốt nghiệp Thứ hai, chúng em xin chân thành cảm ơn thầy Phạm Bạch Dƣơng, cố vấn cho nhóm chúng em hƣớng dẫn lời khun bổ ích giúp chúng em hồn thành tốt đồ án tốt nghiệp Từ lời khuyên này, chúng em khắc phục đƣợc vấn đề xảy dự án tìm hiểu thêm trình thiết kế triển khai thiết bị Ngồi ra, thầy Phạm Bạch Dƣơng góp ý nhiều cho chúng em báo cáo Thầy giúp chúng em cải thiện chất lƣợng thuyết trình trƣớc chúng em có thuyết trình thực Bên cạnh đó, chúng em xin bày tỏ trân trọng biết ơn đến thầy Đặng Quang Khoa, ngƣời hƣớng dẫn tận tình ý kiến sâu sắc q trình thiết kế khí, kết cấu giúp chúng em khắc phục số vấn đề khó hiểu Tóm lại, nhóm em thực cảm ơn tất ngƣời giúp chúng em hoàn thành báo cáo dự án nhƣ máy mà chúng em chế tạo Tóm tắt Phƣơng pháp hàn quay đƣợc phát triển sớm chủ yếu đƣợc sử dụng để hàn lắp ráp phơi Nó đƣợc sử dụng rộng rãi ngành xăng dầu, hóa học, nhà máy điện, lĩnh vực thép, v.v Công nghệ hàn giúp cải thiện chất lƣợng đƣờng hàn giảm bớt đƣợc nhân cơng có tay nghề Kiểu hàn đƣợc thực trình sản xuất hệ thống xả Đặc điểm ban đầu hệ thống ống xả xe máy hƣ hỏng dễ dàng điều kiện vật liệu môi trƣờng Để khắc phục điểm này, khách hàng có xu hƣớng thay hệ thống xả cũ thép loại hiệu suất cao hơn, tuổi thọ cao bắt mắt Máy hàn ống phù hợp để gia công sản phẩm kèm với công nghệ hàn TIG Máy hàn ống công cụ dùng để hàn đƣờng ống theo biên dạng Hàn theo biên dạng ln nhiệm vụ khó khăn để đảm nhận Cơng việc địi hỏi ngƣời thợ có độ khéo léo cao thƣờng gặp khuyết tật hàn Ngồi ra, khó để hàn có dạng hình chữ thập Để khắc phục tất vấn đề này, giải pháp phù hợp có máy hàn ống xả Kỹ thuật hàn bao gồm bàn làm việc quay đƣợc giữ chặt phôi đầu hàn TIG Máy hàn cung cấp hƣớng cố định thợ may làm đƣợc Sẽ có cố định linh hoạt kèm với máy cho góc khác đƣờng ống cho nhiều loại vật liệu Sự linh hoạt giúp họ có vị trí ngành sản xuất hàng loạt Ngồi lý này, lý lớn khác khiến sở thích sử dụng máy hàn ống xả Các thông số ảnh hƣởng đến trình hàn nhƣ chiều dài hồ quang, tốc độ hàn, vòng quay bàn làm việc, v.v đƣợc điều chỉnh trƣớc với trợ giúp phần mềm Chuyển động điện cực đƣợc hƣớng dẫn chƣơng trình định trƣớc Trong báo hoạt động máy hàn ống xả, phận, ƣu điểm nhƣợc điểm đƣợc thảo luận Trong đồ án này, nhóm em trình bày cơng việc mà chúng em thực việc nghiên cứu, phân tích thiết kế máy hàn ống xả để giải vấn đề Cuối cùng, chúng em cung cấp tất vẽ tổng số thông tin liên quan thiết kế máy để chế tạo máy Từ khóa: Hàn ống, TIG, GTAW, khí hàn, que hàn Chƣơng 1: GIỚI THIỆU 1.1 Ống xả xe máy: Ống xả phận xe máy đƣợc sử dụng để chuyển khí thải động Ngoài ra, hệ thống ống xả nâng cao giá trị vẻ bề xe máy Trong ngày này, trƣớc phát triển khơng ngừng dịng xe máy Việt Nam nhƣ Suzuki, Honda, Yamaha, phiên xe máy đặc biệt phân khối 150cc trở nên phổ biến ngƣời dân Việt Nam Thế hệ trẻ có xu hƣớng sử dụng lựa chọn xe mơ tơ 150 phân khối làm phƣơng tiện di chuyển kể từ xuất trình diễn Ở hầu hết xe máy, tất hầu hết hệ thống ống xả nhìn thấy đƣợc mạ crom nhƣ vẻ chúng Ống xả đƣợc làm từ thép phủ lớp sơn chịu nhiệt Ống xả xe máy có nhiều loại tùy thuộc vào loại động mục đích sử dụng Hình 1: Ống xả nguyên xe Exciter Bên cạnh ngoại hình đẹp nguyên hệ thống ống xả số khiếm khuyết mang đến cho khách hàng Nguyên nhân ống xả ngun 10 82 hàn Kích thƣớc khu vực làm việc quay Bảng 1Mối quan hệ yêu cầu đơn vị Ghi Biện pháp trực tiếp Biện pháp gián tiếp – Đo trực tiếp: số lượng cần đo xác định trực tiếp công cụ đo lƣờng nhƣ caliper, micromet, v.v X - Đo gián tiếp: số lượng cần đo không đo trực tiếp tham số liên quan khác đo suy luận rút từ 4.1.4 Các thơng số u cầu: Đặc điểm kỹ thuật sản phẩm Tên đặc điểm kỹ thuật Dòng hàn Khoảng cách đầu hàn ống 83 Tốc độ quay Chiều rộng xung Chiều rộng hàn Tần số xung Thời gian để hoàn thành đƣờng hàn Sự ngấu mối hàn Góc đầu hàn trục ống Mức độ tiếng ồn máy Khoảng cách trục X Khoảng cách trục Y Đƣờng kính ống hàn Điều khiển tự động thủ công Vật liệu hàn 84 Di chuyển máy hàn (thời gian từ hƣớng A đến B) Giao diện ngƣời dùng HMI Bảng 2Giá 4.1.5 Danh sách phụ: S Yêu cầu TT Điều khiển tự động thủ công Vật liệu hàn Giao diện ngƣời dùng HMI Bảng 3Danh sách phụ cho đặc điểm kỹ thuật sản phẩm 4.1.6 Phƣơng pháp đo lƣờng Cơ Tiêu chí kiểm tra đơn vị A mm 85 Tốc độ xoay Bề rộng mối hàn Sự ngấu Góc đầu hàn trục ống Chiều rộng xung Tần số xung Thời thành đƣờng hàn Mức độ tiếng ồn bổ sung máy Khoảng cách chuyển trục X Khoảng cách chuyển trục Y Đƣờng kính ống hàn Điều khiển động thủ công Di chuyển 86 máy hàn nâng cấ p Vật liệu hàn Giao diện ngƣời dùng HMI BASIC tất số liệu tĩnh đo lường được, chức mà sản phẩm điển hình nên có ADDTIONAL tất số liệu tĩnh đo lường được, chức làm tăng giá trị cho sản phẩm không làm cho chi phí sản phẩm cao 10% ADVANCE tất số liệu tĩnh đo lường được, chức cải thiện hiệu suất sản phẩm chi phí 10% Tiêu chí kiểm tra Dòng hàn Khoảng cách đầu hàn ống Tốc độ xoay Bề rộng mối hàn 87 Độ ngấu mối hàn Góc đầu hàn trục ống Bề rộng xung Tần số xung Thời gian để hoàn thành đƣờng hàn Mức độ tiếng ồn máy Khoảng cách di chuyển trục X Khoảng cách di chuyển trục Y Đƣờng kính ống hàn Điều khiển tự động thủ công Di chuyển máy 88 hàn Vật liệu hàn Giao diện ngƣời dùng HMI Chƣơng 5: Kết luận 5.1 Kết quả: - Lý tƣởng hóa thiết kế máy từ nhu cầu khách hàng lý Hiểu bƣớc cần thiết để thiết kế máy Thiết kế tuân theo quy trình hợp 89 - Vận dụng kiến thức công nghệ chế tạo máy vào thực tế để giải thực vấn đề - Chỉ đƣợc nguyên lý, cấu tạo, chi tiết cấu, cụm lắp ráp đƣợc thể qua tài liệu thiết kế (bao gồm vẽ, sơ đồ, bảng biểu, sơ đồ) làm sở cho việc thiết kế, xây dựng quy trình cơng nghệ sản xuất sản phẩm để tạo máy móc - Khả phân tích lỗi, tính tốn, kiểm tra thời lƣợng, ứng suất thiết kế cập nhật, chế tạo từ phản hồi thành viên nhóm Có khả ứng dụng vận dụng tốt phần mềm khí để thiết kế, tính tốn, đo lƣờng,kiểm tra mô cần thiết Chẳng hạn nhƣ Autodesk Inventor, AutoCAD mô-đun mở rộng cho nhu cầu chuyên biệt nhƣ Inventor Studio, Inventor Dynamic mô Từ đó, làm video hoạt động máy cách mơ - Rèn luyện kỹ lập kế hoạch, kỹ quản lý thời gian, làm việc nhóm, làm việc cá nhân đƣợc sử dụng tốt suốt dự án 5.2 Hạn chế kế) - Gian đoạn bắt đầu chậm dẫn đến thời gian bị rút ngắn (chốt phƣơng án thiết Kĩ khâu thiết kế nhƣng nhiều vấn đề khơng tính tốn trƣớc đƣợc (việc lắp ray trợt cho truc Y khó khăn) đƣợc phản hồi từ nhóm lắp ráp + Có chi tiết thiết kế khó gia cơng + Từ ray trƣợt tới đầu hàn cánh tay dài rung lúc hàn ảnh hƣởng đến chất lƣợng 5.3 Hƣớng phát triển tƣơng lai Từ mặt hạn chế rút kinh nghiệm chúng em cần cải tiến thiết kế máy hàn cổ pô xe máy: - Nghiên cứu thiết kế lại chế trung chuyển để tạo khả thích ứng lớn đầu hàn ln ổn định 90 - Nghiên cứu thiết kế lại chế để tránh tƣợng chảy hồ quang nên đầu hàn đƣợc đặt phí sản phẩm Danh mục tài liệu tham khảo [1] AST ® Bearings LLC, “UCP210 Metric Series Two Bolt Pillow Block.” [Online] (accessed Oct 10,2019) [2] Trinh Chat – Le Van Uyen, Tính tốn thiết kế hệ thống dẫn động khí Giáo Dục Publishing Company, 2006 91 [3] Tran Quoc Hung , Giáo trình Dung sai-Kỹ thuật đo Giáo Dục Publishing Company, 2012 [4] Lƣơng Ngọc Hải (2005), “Kỹ thuật xung- số”, Nhà xuất Giáo dục [5] Ninh Đức Tốn (2005), “Sổ tay dung sai lắp ghép”, Nhà xuất Giáo dục [6] Hồng Tùng, Nguyễn Thúc Hà, Ngơ Lê Thơng (2006), “Cẩm nang hàn”, Nhà xuất khoa khọc kỹ thuật [7] TS Văn Hữu Thịnh ( Chủ biên) – TS Nguyễn Minh Kỳ (2016), “ Thiết kế đồ án chi tiết máy ’’, Nhà xuất đại học quốc gia TP Hồ Chí Minh English [1] J Rajakumar, M Sheik Ibrahim Bathusa, N Pothivel Rajan, K Sulaiman, A Simon Christopher, K C Ganesh (2017) “Numerical Investigation of Heat Transfer Behaviour During TIG Welding of Stainless Steel Pipes for Various Welding Heat Input Conditions”, American Journal of Mechanical and Industrial Engineering Vol 2, No 3, 2017, pp 117-126 [2] Takao Hayashi, Shinji Sakurai, Akira Sakasai, Kiyoshi Shibanuma, Wataru Kono, Toshio Ohnawa, Takeshi Matsukage, “Development of remote pipe welding tool for divertor cassettes in JT-60SA”, Fusion Engineering and Design, Volume 101, December 2015, pp 180-185 [3] Dr Douglas W Jones (2004), “Stepping Motors Fundamentals”, Reston Condit Microchip Technology Inc 92 TIEU LUAN MOI download : skknchat123@gmail.com ... VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐH SƢ PHẠM KỸ THUẬT TPHCM BÁO CÁO TỔNG KẾT ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC CỦA SINH VIÊN ÁP DỤNG QUY TRÌNH « DESIGN THINKING » VÀO NGHIÊN CỨU, CHẾ TẠO THIẾT BỊ HÀN CỔ PƠ XE MÁY SV2021-204... Thiết bị đảm bảo kết cấu mối hàn đều, đẹp liên tục - Thiết bị đảm bảo đƣợc chất lƣợng mối hàn Kết nghiên cứu: + Chế tạo thành cơng máy hàn ống xả, tạo đuờng hàn liên tục hoàn hảo + Một cỗ máy linh... - Chế tạo thành công máy hàn ống xả ? ?áp ứng nhu cầu khách hàng - Cải tiến, nâng cấp đổi máy hàn ống xả có thị trƣờng Tính sáng tạo: - Cải tiến thiết bị từ không tự động sang bán tự động - Thiết