BÀI TẬP LỚN MH QTTKKT TÊN ĐỀ TÀI THIẾT KẾ BĂNG TẢI

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH BÀI TẬP LỚN MH QTTKKT TÊN ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ BĂNG TẢI Giáo viên hướng dẫn: GS TS Nguyễn Thanh Nam Sinh viên thực hiện: Nguyễn Phước Thiện MSSV: 1912115 TP HCM – 202… NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN Bộ Môn CSTKM Khoa: Cơ Khí BÀI TẬP LỚN -oOo -MÔN HỌC: Q TRÌNH THIẾT KẾ KỸ THUẬT TÊN ĐỀ TÀI: Thiết kế băng tải Sinh viên thực 1: Nguyễn Phước Thiện MSSV: 1912115 Ngày nộp: NHIỆM VỤ BÀI TẬP LỚN: Thiết kế sản phẩm khí thực chức cụ thể bao gồm nội dung lịch trình sau: TUẦN THỨ 3,4 10 11,12 13 14 NOÄI DUNG Phân tích nhiệm vụ thiết kế: Mô tả nhóm thiết kế Phát biểu toán thiết kế Lập kế hoạch thực hiện: Các bước tiến hành thiết kế Sử dụng biểu đồ lập lịch trình thiết kế Xác định yêu cầu khách hàng toán thiết kế: Xác định yêu cầu khách hàng Xác định yêu cầu kỹ thuật toán thiết kế: Sử dụng nhà chất lượng’ (phương pháp QFD) xác định yêu cầu kỹ thuật sản phẩm Đưa ý tưởng cho toán thiết kế: Tham khảo nghiên cứu ngồi nước (bài báo, patents) Tham khảo thiết kế liên quan Đưa phương án thiết kế Đánh giá ý tưởng, chọn phương án thiết kế: Đưa ma trận định (đánh giá) Lựa chọn ý tưởng để triển khai thiết kế Thiết kế hệ thống cho sản phẩm: bước thiết kế cấu trúc sản phẩm Tính toán thiết kế sản phẩm: Lập sơ đồ động, mô tả nguyên lý hoạt động sản phẩm: … Tính tốn động học, động lực học cho sản phẩm: … Tính tốn chọn động phân phối tỷ số truyền: … Tính tốn thiết kế phận cơng tác: … Tính tốn thiết kế truyền động cho sản phẩm: Bản vẽ chung; Bản vẽ lắp, bảng kê chi tiết; Bản vẽ chi tiết Đánh giá sản phẩm (theo tiêu sau): Khả làm việc Giá thành sản phẩm Khả chế tạo Khả lắp ráp Độ tin cậy Khả thử nghiệm bảo trì Khả bảo vệ môi trường Viết thuyết minh báo cáo: Thuyết minh có tờ nhiệm vụ, trình bày báo cáo kỹ thuật Báo cáo tóm tắt dạng Powerpoint Nộp 15 Giáo viên hướng dẫn: GS.TS Nguyễn Thanh Nam Chữ ký: Bảng kiểm tra tiến độ thực hiện: Teân SV T.3 T.4 T.5 T.6 T.7 T.8 T.9 T.10 T.11 T.12 T.13 T.14 T.15 I PHÂN TÍCH NHIỆM VỤ THIẾT KẾ Thành lập nhóm thiết kế Sinh viên thực 1: Nguyễn Phước Thiện… Sinh viên tự đánh giá vai trò theo câu hỏi trắc nghiệm sau: A b C D e f g h 1 1 2 3 0 3 2 1 0 1 5 2 0 2 2 0 0 2 2 Bảng kết luận: CW CC SH PL RI ME TW CF g d F c a h b E a b e g c d f H h a c d f g e B d h b e g c a F b f d h e a c G f c g a h e b D e g a f d b h C 9 Tổng 10 12 10 Sinh viên thực 2: Nguyễn Thanh Minh Sinh viên tự đánh giá vai trò theo câu hỏi trắc nghiệm sau: A b C d e f g h 3 0 2 0 0 2 0 2 1 0 1 1 2 0 1 Bảng kết luận: CW CC SH PL RI ME TW CF g d F c a h b E a b e g c d f H h a c d f g e B 2 4 d h b e g c a F b f d h e a c G f c g a h e b D e g a f d b h C Tổng 12 11 15 Bảng tổng hợp điểm khảo sát thành viên nhóm: Thành viên CW CC SH PL RI ME TW CF SV1 10 12 10 9 SV2 12 11 15 Phân công vai trò: Vai trò Mức điểm Người thực Người làm việc (CW) 10 Nguyễn Phước Thiện Người điều phối (CC) 12 Nguyễn Phước Thiện Người lập kế hoạch (SH) Nguyễn Thanh Minh Người phát kiến (PL) 12 Nguyễn Thanh Minh Người khám phá (RI) 11 Nguyễn Thanh Minh Người đánh giá (ME) Nguyễn Phước Thiện Người chăm sóc nhóm (TW) 15 Nguyễn Thanh Minh Người kết thúc (CF) Nguyễn Phước Thiện Phát biểu toán thiết kế a Giới thiệu tổng quan, tìm hiểu nghiên cứu nước, làm rõ cần thiết phải nghiên cứu thiết kế … b Xác định mục tiêu, đối tượng, nội dung kết dự kiến … c Mơ tả tóm lược sản phẩm theo nhu cầu khách hàng … d Mục đích thương mại sản phẩm … e Thị trường mục tiêu … f Giả thiết ràng buộc … II LẬP KẾ HOẠCH THIẾT KẾ SẢN PHẨM Bước 1: Xác định nhiệm vụ thiết kế Một nhóm gồm thành viên, thực đề tài: Thiết kế băng tải Bước 2: Phát biểu mục tiêu nội dung cho nhiệm vụ - Nhiệm vụ 1: + Tên nhiệm vụ: Lập kế hoạch + Mục tiêu: Xác định cơng việc, nguồn nhân lực, lịch trình thiết kế + Nội dung: Xác định nhiệm vụ , công việc cụ thể Lịch trình cụ thể làm việc tuần Phân công nhiệm vụ cho thành viên - Nhiệm vụ 2: + Tên nhiệm vụ: Xác định nhu cầu khách hàng + Mục tiêu: Nắm bắt nhu cầu, mong muốn khách hàng cụ thể sản phẩm + Nội dung: Gặp gỡ khách hàng - Nhiệm vụ 3: + Tên nhiệm vụ: Phân tích nhiệm vụ thiết kế + Mục tiêu: Những yêu cầu rõ ràng, cụ thể cô đọng để biên dịch sang thông số kỹ thuật + Nội dung: Thu thập tổng hợp nhu cầu khách hàng Phân tích nhu cầu khách hàng thành yêu cầu rõ ràng, cụ thể, cô đọng - Nhiệm vụ 4: + Tên nhiệm vụ: Xác định yêu cầu kỹ thuật + Mục tiêu: Xác định yêu cầu, thông số kỹ thuật cụ thể để tiến hành thiết kế sản phẩm + Nội dung: Sử dụng phương pháp QFD nhà chất lượng để xác định yêu cầu kỹ thuật từ nhu cầu khách hàng yếu tố cạnh tranh - Nhiệm vụ 5: + Tên nhiệm vụ: Đưa ý tưởng thiết kế + Mục tiêu: Đưa ý tưởng cho chức tổng hợp thành ý tưởng chung cho thiết kế sản phẩm + Nội dung: Phân tích chức thành chức con, cốt lõi Tham khảo thiết kế liên quan Đưa ý tưởng cho chức tổng hợp thành ý tưởng cho sản phẩm - Nhiệm vụ 6: + Tên nhiệm vụ: Đánh giá ý tưởng, chọn phương án thiết kế + Mục tiêu: Lựa chọn ý tưởng thiết kế + Nội dung: Sử dụng ma trận định để so sánh chọ ý tưởng thiết kế - Nhiệm vụ 7: + Tên nhiệm vụ: Tính tốn thiết kế sản phẩm + Mục tiêu: Thiết kế toàn sản phẩm + Nội dung: Thiết kế chi tiết phận theo phương pháp mơ đun hóa Thiết kế hình dáng, kết cấu, xây dựng hình dáng mơ hình hệ thống - Nhiệm vụ 8: + Tên nhiệm vụ: Đánh giá sản phẩm + Mục tiêu: Đánh giá thơng qua mơ hình hệ thống + Nội dung: Đánh giá khả làm việc Đánh giá khả chế tạo sản phẩm - Nhiệm vụ 9: + Tên nhiệm vụ: Viết thuyết trình báo cáo + Mục tiêu: Hoàn thành báo cáo thuyết minh cho dự án + Nội dung: Hoàn thành báo cáo kỹ thuật (các vẽ, mơ hình 3D) Hồn thành báo cáo thuyết minh Bước 3: Ước tính số lượng cơng nhân, thời gian cần thiết để hồn thành nhiệm vụ Nhiệm vụ Nhân lực 2 (người) Thời gian 2 2 2 2 (tuần) Bước 4: Sắp xếp lịch trình cơng việc Chọn thiết kế nhóm Thự c Tuần 1-2 Tuần 3-4 Tuần 5-6 Tuầ n 78 Tuần 9-10 Tuần 1112 Tuần 13-14 Tuần 15 Lập kế hoạch thực Phân tích yêu cầu khách hàng Phân tích yêu cầu kỹ thuật Đưa ý tưởng Đánh giá lựa chọn ý tưởng Thiết kế cấu trúc sản phẩm Thiết kế chi tiết sản phẩm Xây dựng mơ hình Báo cáo NC/14t Kỹ sư thiết kế 10 10 Giám đốc tiếp thị 10 10 Kỹ thuật viên Kỹ sư chế tạo Đồ họa viên 40 50 50 5 50 50 50 10 10 50 50 30 30 50 50 15 15 20 20 15 15 15 15 10 10 15 15 Thợ đứng máy Thợ chế tạo Chuyên gia vật liệu Thiết kế công nghiệp 20 20 Ghi : Thời gian dự trù tính theo % thời gian tổng Tổng nhân cơng/ 14 tuần Bước 5: Ước tính chi phí thiết kế sản phẩm Chi phí TKSP = (Tổng NC/14 tuần) x (Giá nhân công cho 14 tuần) 10 Bước 3: Xác định mức độ quan trọng yêu cầu khách hàng Yêu cầu khách hàng Hệ số tầm quan trọng … … … … … … … … … Bước 4: Xác định đánh giá mức độ cạnh tranh - Phân tích sản phẩm cạnh tranh: + … (… điểm) + … (… điểm) + … Mức độ yêu cầu Mức Sản phẩm cạnh tranh Mức thiết kế … … … … … … … … … … … … Yêu cầu khách hàng … Bước 5: Đưa thông số kỹ thuật (bảng bên dưới) Bước 6: Mối quan hệ yêu cầu khách hàng với thông số kỹ thuật Yêu cầu khách hang Thông số kỹ thuật Quan hệ … … … … … … … Tổng hợp lại, ta có thơng số kỹ thuật sau: … Bước 7: Xác định mối quan hệ thông số kỹ thuật … Bước 8: Xác định yêu cầu kỹ thuât của Sản phẩm - Xác định chuẩn cạnh tranh: (các giá trị thông số kỹ thuật sản phẩm cạnh tranh) … 16 Thiết lập nhà chất lượng để xác định giá trị giới hạn thông số kỹ thuật: 5: hoàn toàn đáp ứng 4: đáp ứng 3: đáp ứng số mặt 2: đáp ứng chút yêu cầu 1: không đáp ứng yêu cầu 0 0 Hệ số cải tiến tương đối Hệ số cải tiến tuyệt đối Hệ số tầm quan trọng 0 Hệ số cạnh tranh Mưc thiết kế 0 Mức độ yêu cầu 0 … 0 … 0 … 0 … 0 … … … … 0 0 Mức 9: chặt chẽ 3: vừa phải 1: 00,0 1,00 … … … … … … … Trọng số tuyệt đối 00,00 Trọng số tương đối 1,00 … Giá trị chuẩn cạnh tranh Các giá trị mục tiêu Đơn vị Như vậy, yêu cầu kỹ thuật máy thiết kế sau: ( Thông số kỹ thuật = Giá trị mục tiêu) … 17 V ĐƯA RA Ý TƯỞNG CHO BÀI TOÁN THIẾT KẾ SẢN PHẨM Phân tích chức Bước 1: Tìm chức chung hồn chỉnh Điều kiện ràng buộc Năng lượng Năng lượng Vật liệu Động từ chức chung Thông tin Vật liệu Thông tin Bước 2: Phân tích thành chức (Từ chức chung đưa ra, ta phân tích thành chức nhỏ (sử dụng phương pháp phân tích chuỗi động từ hành động người dùng), góp phần thực chức chung): Chức chung CN 1.1 CN CN CN CN CN Con 2.1 CN 2.2 CN 2… CN 2.3 CN 3… CN 3.1 … Bước 3: Sắp xếp chức Biến đổi lựơng Nguyên liệu CN i.j CN i.j CN i.j CN i.j CN i.j CN i.j CN i.j CN i.j CN i.j CN i.j CN i.j CN i.j Thông tin CN i.j CN i.j 18 Sắp xếp chức (nhỏ nhất) sơ đồ theo mảng (năng lượng, vật liệu thông tin) đảm bảo thứ tự thực chức sản phẩm sơ đồ Bước 4: Hoàn thiện chức … Đưa ý tưởng thiết kế sản phẩm Đưa ý tưởng cho toán thiết kế thực qua bước: Bước 1: Tham khảo thiết kế liên quan: (Phân tích nghiên cứu (bài báo, patents, sản phẩm cụ thể) nước sản phẩm, lựa chọn số sản phẩm để phân tích chức theo bảng dưới) Các giải pháp đáp ứng chức (ở mục 1) máy tham khảo “Tên chức i.j”: “giải pháp đáp ứng chức con”? … … Sản phẩm Mô tả sản phẩm tham khao … … Bước 2: Triển khai ý tưởng cho chức (Thực đưa ý tưởng cho chức theo bảng dưới) Chức Ý tưởng Ý tưởng Ý tưởng Ý tưởng CN i.j … … … … … … … … … … Bước 3: Kết hợp ý tưởng cách hệ thống Ý tưởng 1: - Mô tả: mô tả ý tưởng sản phẩm với: (các kết cấu để thực chức i.j?) - Sơ đồ nguyên lý ý tưởng Ý tưởng 2: - Mô tả: mô tả ý tưởng sản phẩm với: (các kết cấu để thực chức i.j?) - Sơ đồ nguyên lý ý tưởng Ý tưởng 3: - Mô tả: mô tả ý tưởng sản phẩm với: (các kết cấu để thực chức i.j?) - Sơ đồ nguyên lý ý tưởng Ý tưởng 4: - Mô tả: mô tả ý tưởng sản phẩm với: (các kết cấu để thực chức i.j?) - Sơ đồ nguyên lý ý tưởng 19 VI ĐÁNH GIÁ LỰA CHỌN Ý TƯỞNG THIẾT KẾ Bước 1: Chuẩn bị ma trận lựa chọn - Các ý tưởng liệt kê theo hàng ngang ma trận lựa chọn - Các tiêu chuẩn lựa chọn xếp dọc theo cột bên trái ma trận: Tiêu chuẩn Sử dụng yêu cầu khách hàng làm tiêu chuẩn lựa chọn … - Chọn số ý tưởng làm chuẩn Bước 2: Đánh giá ý tưởng: - Phân tích ý tưởng: ý tưởng so sánh với ý tưởng chuẩn theo tiêu chuẩn lựa chọn cho điểm vào ô tương ứng theo mức sau: + Tốt hơn: + + Tương đương: + Kém hơn: – … Bước 3: Xếp hạng ý tưởng MA TRẬN ĐÁNH GIÁ Ý TƯỞNG Tiêu chuẩn Ý tưởng 1(chuẩn) … … … … … … Tổng điểm (+) Tổng điểm (0) Tổng điểm (-) Tổng điểm Có Có Khơng Thứ hạng Có tiếp tục khơng Có 20 Bước 4: Kết hợp cải tiến ý tưởng Xem xét xem liệu cải tiến kết hợp ý tưởng với theo hai hướng sau: + Có thể cải tiến mặt hạn chế giữ ưu điểm ý tưởng tốt hay khơng? + Có thể kết hợp hai ý tưởng với để giữ lại ưu điểm loại bỏ mặt hạn chế chúng hay không? Bước 5: Lựa chọn một vài ý tưởng Dựa vào ma trận lặp, nhóm thiết kế chọn ý tưởng làm ý tưởng thiết kế sau kết hợp cải tiến … Kết luận: - Mô tả ý tưởng lựa chọn - Vẽ lại sơ đồ nguyên lý ý tưởng lựa chọn Ví dụ: 21 VII THIẾT KẾ HỆ THỐNG CHO SẢN PHẨM THIẾT KẾ Thiết kế hệ thống cho sản phẩm Bước 1: Lập lược đồ sản phẩm: Sử dụng sơ đồ phân tích chức (bước mục V), thay chi tiết (cụm chi tiết) từ ý tưởng lựa chọn đáp ứng chức tương ứng (như hình minh họa bên dưới) Chi tiết (đáp ứng chức 1.1) Dịng lượng Dịng vật liệu Dịng thơng tin điều khiển Chi tiết (đáp ứng CN ) Nhóm Chi tiết (đáp ứng CN ) Nhóm Chi tiết (đáp ứng CN ) Nhóm Chi tiết (đáp ứng CN ) Nhóm Chi tiết (đáp ứng CN ) Nhóm Chi tiết (đáp ứng CN ) Bước 2: Nhóm chi tiết lược đồ Nhóm chi tiết lược đồ thành khối vật lý cho có lợi mặt hình học với khối tiêu chuẩn: Cụm chi tiết Chi tiết (đáp ứng chức 1.1) Dòng lượng Dòng vật liệu Dòng thông tin điều khiển Cụm chi tiết Chi tiết 2… (đáp ứng chức 1…) Cụm chi tiết Chi tiết 2… (đáp ứng chức 2…) Chi tiết 3… (đáp ứng chức 3…) Chi tiết 4… (đáp ứng chức 4…) Chi tiết 5… (đáp ứng chức 5….) Cụm chi tiết Kết luận: Máy thiết kế gồm phận: Cụm chi tiết 1; Cụm chi tiết 2; Cụm chi tiết 3; Cụm chi tiết 4; 22 Bước 3: Thiết lập bố trí hình học thô Lập sơ đồ động cho sản phẩm thiết kế: (như ví dụ dưới) Bước 4: Xác định tương tác thứ cấp … 23 VIII THIẾT KẾ CHI TIẾT SẢN PHẨM Thiết kế chi tiết - Các liệu đầu vào yêu cầu tính tốn thiết kế: - Trình tự tính tốn thiết kế: + Lựa chọn vật liệu: Lựa chọn vật liệu cho chi tiết (cụm chi tiết) sử dụng ma trận ví dụ sau: … + Lập sơ đồ động, mô tả nguyên lý hoạt động sản phẩm: … + Tính tốn động học, động lực học cho sản phẩm: … + Tính tốn chọn động phân phối tỷ số truyền: … + Tính tốn thiết kế phận cơng tác: … + Tính tốn thiết kế truyền động cho sản phẩm: … - Kết luận: Lập bảng thơng số hình học sản phẩm: … Tạo mẫu cho sản phẩm Lập kế hoạch tạo mẫu cho sản phẩm Bước 1: Xác định mục đích nguyên mẫu Kiểm tra mức độ đáp ứng yêu cầu kỹ thuật sản phẩm xác định mục IV việc xác định thông số kỹ thuật thử nghiệm để kiểm tra xem có đáp ứng khơng … Bước 2: Thiết lập mức độ xấp xỉ nguyên mẫu Xác định dung sai cho phép thử nghiệm mức độ đáp ứng yêu cầu kỹ thuật sản phẩm thông qua nguyên mẫu … Bước 3: Thiết lập kế hoạch thử nghiệm 24 Xác định thơng số thí nghiệm, cách thức thí nghiệm, cách đo lường kế hoạch xử lý số liệu thu Ví dụ: Kiểm tra mức độ đáp ứng yêu cầu kỹ thuật: Năng suất thực tế máy Công suất máy Độ bền chi tiết … Bước 4: Lên lịch trình thực (Ví dụ) Mục đích Mức độ xấp xỉ Kế hoạch thử nghiệm Kế hoạch thực Kiểm tra mức độ đáp ứng yêu cầu kỹ thuật: Ví dụ: Năng suất thực tế máy Công suất máy … 2-5% - Chế tạo mẫu - Chạy thử nghiệm - Xác định công suất máy - Xác định suất máy 01/2017: gia công lắp ráp 06/2017: thực thử nghiệm đưa kết luận … Bước 5: Tạo mẫu vật thử nghiệm chức sản phẩm Thực tạo mẫu (3D mẫu thực) đo lường thông số thử nghiệm, kiểm tra mức độ đáp ứng yêu cầu kỹ thuật Lập hồ sơ thiết kế Xây dựng hồ sơ thiết kế, bao gồm: - Thuyết minh thiết kế (báo cáo tập lớn) - Bản vẽ bố trí - Bản vẽ lắp, bảng kê chi tiết - Bản vẽ chi tiết 25 IX ĐÁNH GIÁ SẢN PHẨM Đánh giá khả làm việc Đo lường thông số thử nghiệm nguyên mẫu (chương trước), kiểm tra mức độ đáp ứng yêu cầu kỹ thuật thiết kế Đánh giá khả chế tạo giá thành sản phẩm Bước 1: Ước tính chi phí sản xuất Chi phí sản xuất Chi phí cho chi tiết Chi tiết tiêu chuẩn Chi tiết riêng Vật liệu Các chi phí khác xuất Chi phí cho lắp ráp Q trình Cơng lao động Thiết bị công cụ Gián tiếp Hỗ trợ Công cụ Chi phí trực tiếp STT Tên … … Vật liệu … … Số lượng … … Giá thành (VND) … … Chi phí gián tiếp STT Tên Giá thành (VND) Chi phí điện nước … Khấu hao máy móc … Chi phí văn phịng … Chi phí thiết kế … Chi phí mặt … Chi phí vận chuyển … Chi phí bảo hành, bảo trì, hướng dẫn vận hành … Tởng … 26 Lợi nhuận Chi phí mua chi tiết Chi phí vật liệu Giá bán: Chi phí tồn bộ: Chi phí lao động Chi phí chế tạo: Chi phí cơng cụ Chi phí cố định: Chi phí bán hàng Chi nphí thay đổi Chi phí gián tiếp Giảm giá Tổng phí Chi phí trực tiếp Giá niêm yết Xác định chi phí cho sản phẩm: Bước 2: Giảm chi phí thành phần Tìm hiểu ràng buộc q trình sản xuất chi phí chủ lực Thiết kế lại thành phần để loại trừ số bước tiến trình Chọn thang kinh tế phù hợp cho gia cơng chi tiết Tiêu chuẩn hóa thành phần q trình Bước 3: Giảm chi phí lắp ráp Tổ chức trình lắp ráp theo quy trình, có kế hoạch cụ thể thời gian bắt đầu trình lắp, chuẩn bị tốt cho trình lắp: Quy trình, tiêu chuẩn, thao tác quan trọng, yêu cầu, trách nhiệm cụ thể… Bước 4: Giảm chi phí việc hỗ trợ sản xuất Tối thiểu hóa độ phức tạp hệ thống làm giảm chi phí cho điều khiển, quản lý, kiểm kê… Bước 5: Nghiên cứu tác động định thiết kế cho chế tạo lên yếu tố khác Ảnh hưởng thiết thời gian phát triển sản phẩm chi phí phát triển xem xét cụ thể phần phân tích hiệu kinh tế dự án Tác động thiết kế cho chế tạo lên chất lượng sản phẩm: Tối thiểu hóa lượng chi tiết nhằm trợ giúp trình chế tạo, điều làm tăng độ tin cậy máy Đánh giá theo tiêu khác - Đánh giá khả lắp ráp 27 - Đánh giá khả bảo trì, bảo dưỡng - Đánh giá khả bảo vệ môi trường 28 KẾT LUẬN CHUNG VỀ SẢN PHẨM 29 TÀI LIỆU THAM KHẢO … 30