Đang tải... (xem toàn văn)
(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu, thiết kế máy kiểm tra ứng suất kính cường lực(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu, thiết kế máy kiểm tra ứng suất kính cường lực(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu, thiết kế máy kiểm tra ứng suất kính cường lực(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu, thiết kế máy kiểm tra ứng suất kính cường lực(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu, thiết kế máy kiểm tra ứng suất kính cường lực(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu, thiết kế máy kiểm tra ứng suất kính cường lực(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu, thiết kế máy kiểm tra ứng suất kính cường lực(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu, thiết kế máy kiểm tra ứng suất kính cường lực(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu, thiết kế máy kiểm tra ứng suất kính cường lực(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu, thiết kế máy kiểm tra ứng suất kính cường lực(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu, thiết kế máy kiểm tra ứng suất kính cường lực(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu, thiết kế máy kiểm tra ứng suất kính cường lực(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu, thiết kế máy kiểm tra ứng suất kính cường lực(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu, thiết kế máy kiểm tra ứng suất kính cường lực(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu, thiết kế máy kiểm tra ứng suất kính cường lực(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu, thiết kế máy kiểm tra ứng suất kính cường lực(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu, thiết kế máy kiểm tra ứng suất kính cường lực(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu, thiết kế máy kiểm tra ứng suất kính cường lực(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu, thiết kế máy kiểm tra ứng suất kính cường lực
LỜI CAM ĐOAN Tôi cam đoan công trình nghiên cứu tơi Các số liệu, kết nêu luận văn trung thực chưa cơng bố cơng trình khác Tp Hồ Chí Minh, ngày… tháng 04 năm 2016 (Ký tên ghi rõ họ tên) Cổ Chí Phước ii LỜI CẢM ƠN Trong thời gian học tập nghiên cứu chương trình đào tạo sau đại học trường Đại học sư phạm kỹ thuật TP.HCM, em tiếp thu đúc kết nhiều kiến thức bổ ích cho chun mơn Với đề tài nghiên cứu hình thức luận văn thạc sỹ, em vận dụng kiến thức học để giải vấn đề thực tế Luận văn em nghiên cứu giải vấn đề lĩnh vực kiểm tra ứng suất uốn kính cường lực Nghiên cứu lý thuyết, làm mơ hình thực nghiệm Với hướng dẫn tận tình thầy hướng dẫn PGS.TS Nguyễn Trường Thịnh với hỗ trợ gia đình, bạn bè, trung tâm kỹ thuật tiêu chuẩn đo lường chất lượng 3, cơng ty kính Thiên Phú, thời điểm luận văn em đạt kết mong muốn Đến đây, cho phép em gửi lời cảm ơn chân thành đến: - Ban Giám Hiệu trường Đại học sư phạm kỹ thuật TP.HCM - Thầy PGS.TS Nguyễn Trường Thịnh – Khoa Cơ Khí Chế tạo Máy trường Đại học sư phạm kỹ thuật TP.HCM - Quý thầy khoa Cơ Khí Chế Tạo Máy - Trường Đại học sư phạm kỹ thuật TP.HCM - Trung tâm kỹ thuật tiêu chuẩn đo lường chất lượng - Cơng ty kính Thiên Phú - Gia đình, bạn bè đồng nghiệp Một lần nữa, em xin chân thành cảm ơn giúp đỡ, hỗ trợ động viên quý báu tất người Xin trân trọng cảm ơn Tp Hồ Chí Minh, tháng 04 năm 2016 Học viên thực luận văn Cổ Chí Phước iii TÓM TẮT NGHIÊN CỨU, THIẾT KẾ, CHẾ TẠO MÁY KIỂM TRA ỨNG SUẤT UỐN CỦA KÍNH CƯỜNG LỰC THEO TIÊU CHUẨN BS EN 1288-3 Nội dung luận văn nghiên cứu, thiết kế, chế tạo máy kiểm tra ứng suất uốn kính cường lực theo tiêu chuẩn BS EN 1288-3 điều khiển cấu chấp hành điện- thủy lực Hệ thống gồm ba thành phần Thứ hệ thống thủy lực tạo lực tác động, thứ hai hệ thống điện điều khiển PLC thu thập tín hiệu từ Loadcell, thứ ba máy tính với giao diện Labview cho phép tương tác với người sử dụng Việc liên kết PLC với Labview thực thông qua giao thức DataSocket OPC Server Máy chế tạo phục vụ cho công đoạn kiểm tra sản phẩm mẫu sau nhiệt (cường lực) dây chuyền sản xuất kính cường lực ABSTRACT RESEARCH, DESIGN, INSPECTION MACHINERY BENDING STRENGTH TOUGHENED GLASS BS EN 1288-3 STANDARDS Content is thesis research, design, manufacturing machinery bending stress test of toughened glass as standard BS EN 1288-3 is controlled by hydraulics for electricity This system consists of three main components The first is the hydraulic system creating force, the second is the power system and PLC signals collected from the loadcell, the third is a computer with Labview interface allows interaction with the user The link between the PLC with Labview is implemented through protocol and OPC Server DataSocket The machine is manufactured in service inspection stage after samples tempered (toughened) production line in toughened glass iv MỤC LỤC Trang tựa TRANG Quyết định giao đề tài Lý lịch cá nhân …………………………………………………………………… i Lời cam đoan ……………………………………………………………………… ii Cảm tạ …………………………………………………………………………… iii Tóm tắt …………………………………………………………………………… iv Mục lục …………………………………………………………………………… v Danh mục từ viết tắt ………………………………………………………….…… ix Danh sách hình……………………………………………………………… x Danh sách bảng ……………………………………………………………… xii Chương 1: TỔNG QUAN………………………………………………………… 1.1.Tính cấp thiết đề tài ……………………………………………………… 1.2 Ý nghĩa khoa học thực tiển đề tài …………………………………… 1.3 Tình hình nghiên cứu nước nước …………………………… 1.3.1 Trong nước ………………………………………………………………… 1.3.2 Ngoài nước ………………………………………………………………… 1.4 Mục tiêu nghiên cứu đề tài ……………………………………………… 1.5 Đối tượng phạm vi nghiên cứu …………………………………………… 1.5.1.Đối tượng nghiên cứu ……………………………………………………… 1.5.2 Phạm vi nghiên cứu ………………………………………………………… 1.6 Phương pháp nghiên cứu …………………………………………………… 1.6.1 Cơ sở phương pháp luận …………………………………………………… 1.6.2 Các phương pháp nghiên cứu cụ thể ……………………………………… Chương 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT …………………………………………………7 v 2.1 Kính cường lực …………………………………………………………… 2.2 Tiêu chuẩn BS EN 1288-3 …………………………………………………… 2.3 Phương pháp kiểm tra ………………………………………………………… 2.3.1 Thử độ bền va đập số lượng mảnh …………………………………… 2.3.2 Đo ứng suất bề mặt kính ……………………………………………… 2.3.3 Đo ứng suất uốn kính theo tiêu chuẩn BS EN 1288-3 ……………….10 2.3.4 Đo ứng suất máy kiểm tra nén ……………………………………… 11 2.4 Lý thuyết thuỷ lực ……………………………………………………… 11 2.4.1 Tính tốn chọn cơng suất bơm dầu ……………………………………… 12 2.4.2 Tính tốn chọn xy lanh thuỷ lực ………………………………………… 13 2.5 Lý thuyết loadcell ……………………………………………………… 15 2.6 Lý thuyết cảm biến tiệm cận siêu âm …………………………………… 22 2.6.1 Nguyên lý hoạt động cảm biến tiệm cận siêu âm ………………………… 23 2.6.2 Cảm biến tiệm cận siêu âm loại điều chỉnh khoảng cách phát 24 2.7 Lý thuyết chọn lựa thiết bị điện ……………………………………… 25 2.8 Tổng quan Labview ……………………………………………………… 26 2.9 Tổng quan OPC DataSocket, PC Access …………………………… 27 2.9.1 Giới thiệu OPC ……………………………………………………… 27 2.9.2 Giới thiệu giao thức DataSocket ………………………………………… 28 2.9.3 Giới thiệu PC Access ………………………………………………… 31 2.10 Giới thiệu Toolkit Report Generation for Microsoft Office ……………… 31 Chương 3: PHƯƠNG HƯỚNG VÀ CÁC GIẢI PHÁP ……………………… 33 3.1 Yêu cầu đề tài …………………………………………………………… 33 3.2 Phương hướng giải pháp thực ……………………………………… 33 3.2.1 Phương án ……………………………………………………………… 33 vi 3.2.2 Phương án ……………………………………………………………… 34 3.2.3 Phương án ……………………………………………………………… 35 3.3 Lựa chọn phương án ………………………………………………………… 36 3.4 Trình tự cơng việc tiến hành ………………………………………………… 37 Chương 4: TÍNH TỐN, THIẾT KẾ ………………………………………… 38 4.1 Thiết kế khí ……………………………………………………………… 38 4.1.1 Tính tốn chọn cơng suất thuỷ lực, bơm dầu, xy lanh …………………… 38 4.1.2 Thiết kế hệ thống thuỷ lực ……………………………………………… 39 4.1.3 Thiết kế cấu …………………………………………………………… 39 4.2 Tính tốn, thiết kế điện điều khiển …………………………………… …… 41 4.2.1 Tính tốn chọn thiết bị điện ……………………………………….… 41 4.2.2 Thiết kế tủ điện …………………………………………………………… 41 4.2.3 Thiết kế chương trình PLC điều khiển ………………………………… 41 4.3 Thiết kế giao diện thu thập liệu ………………………………………… 44 Chương 5: THỰC NGHIỆM – ĐÁNH GIÁ ………………………………… 48 5.1 Thực nghiệm với 10 mẫu thử kính dày 6mm ………………………………… 48 5.2 Thực nghiệm với 10 mẫu thử kính dày 8mm ……………………………… 49 5.3 Thực nghiệm với 10 mẫu thử kính dày 10mm ……………………………… 50 5.4 Thực nghiệm với 10 mẫu thử kính dày 12mm ……………………………… 51 5.5.Mối quan hệ ứng suất uốn với độ dày kính rút từ thực nghiệm… 52 5.6.Mối quan hệ độ võng với độ dày kính rút từ thực nghiệm……… 52 5.7 Đánh giá……………………………………………………………………… 53 TÀI LIỆU THAM KHẢO ……………………………………………………… 54 PHỤ LỤC Phụ lục 1: Tiêu chuẩn BS EN 1288-1 ……………………………………… 55 Phụ lục 2: Tiêu chuẩn BS EN 1288-3 ……………………………………… 86 Phụ lục 3: Bảng vẽ thiết kế điện ………………………………………… 101 Phụ lục 4: Bảng vẽ chi tiết khí ………………………………………… 109 vii DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT PLC Programmable Logic Controller OPC OLE for Process Control DSTP DataSocket Transfer Protocol OLE LabVIEW Object Linking and Embedding Laboratory Virtual Instrumentation Engineerig Workbench EM Expansion Module COM DCOM Component Object Model Distributed Component Object Model viii DANH SÁCH CÁC HÌNH Hình 1.1: Máy kiểm tra ứng suất nén Inspekt S 50 ……………………………… Hình 1.2: Dòng máy kiểm tra kéo nén 318 Family Test Machine ………………… Hình 1.3: Dịng máy thử độ bền nén CDT 1504 ………………………………… Hình 2.1: Kính cường lực ………………………………………………………… Hình 2.2: Mơ tả vị trí đo ứng suất bề mặt ……………………………………….… Hình 2.3: Mơ tả đo ứng suất bề mặt kính …………………………………… 10 Hình 2.4: Đo ứng suất uốn theo tiêu chuẩn Bs en 1288-3 ……………………… 10 Hình 2.5: Một số phương án đo ứng suất bề mặt ………………………………… 11 Hình 2.6: Tổn thất hệ thống thủy lực ……………………………………… 12 Hình 2.7: Mối quan hệ vận tốc lưu lượng dầu xy lanh duỗi …… … 13 Hình 2.8: Mối quan hệ vận tốc lưu lượng dầu xy lanh rút ……… 14 Hình 2.9: Cấu tạo Strain Gauge ………………………………………………… 15 Hình 2.10: Mạch cầu ¼(quarter-brigde) ………………………………………… 16 Hình 2.11: Mạch cầu bán phần (half-brigde)…………………………………… 17 Hình 2.12: Mạch cầu tồn phần (full-brigde) …………………………………… 17 Hình 2.13: Cơ chế áp điện thạch anh ………………………………………… 18 Hình 2.14: Bộ chuyển đổi lực hiệu ứng áp điện ba thành phần ………………… 19 Hình 2.15: Vịng đệm thạch anh ………………………………………………… 19 Hình 2.16: Hình dạng số loại Loadcell ……………………………………… 20 Hình 2.27: Mạch khuếch đại …………………………………………………… 21 Hình 2.18: Mạch lọc tần số thấp ………………………………………………… 21 Hình 2.19: Mạch lọc tần số cao ……………………………………………….… 22 Hình 2.20: Mạch lọc thơng giải ……………………………………………….… 22 Hình 2.21.: Các thành phần cảm biến tiệm cận siêu âm …………………… 23 Hình 2.22 Sóng âm phản hồi đối tượng (mục tiêu) chất rắn, chất lỏng …………………………………………………………… 23 ix Hình 2.23: Vùng hoạt động cảm biến tiệm cận siêu âm ………………….… 24 Hình 2.24: Khoảng cách hoạt động lớn cảm biến tiệm cận siêu âm với đối tượng khác …………………………………………… 24 Hình 2.25: Cửa sổ làm việc LABVIEW ……………………………………… 26 Hình 2.26: Các lệnh, hàm LABVIEW …………………………………… 27 Hình 2.27: Tổng quan OPC Server ………………………………………… 28 Hình 2.28: Các hàm lập trình DataSocket ………………………………… 29 Hình 2.29: Cửa sổ quản lý DataSocket Server Manager …………………… 30 Hình 2.30: Các hàm lập trình xuất báo cáo nâng cao Word Excell …… 31 Hình 3.1: Phương án sử dụng phần cứng thu thập liệu NI USB 6008 ………… 33 Hình 3.2: Phương án sử dụng PLC điều khiển thu thập liệu ……………… 34 Hình 3.3: Sơ đồ khối giao tiếp PLC S7-200 Labview ………………………… 35 Hình 3.4: Phương án sử dụng đầu cân điện tử …………………………………… 35 Hình 3.5: Sơ đồ khối hệ thống thu thập liệu Loadcell ……………………… 36 Hình 4.1: Sơ đồ hệ thống thuỷ lực ……………………………………………… 39 Hình 4.2: Mơ hình thiết kế 3D hệ thống kiểm tra ứng suất uốn ………………… 39 Hình 4.3: Hệ thống kiểm tra ứng suất uốn hồn thiện ………………………… 40 Hình 4.4: Sơ đồ khối phần tủ điện …………………………………………… 41 Hình 4.5: Phương pháp tuyến tính khối lượng theo thực tế ……………………… 42 Hình 4.6: Phương pháp tuyến tính khối lượng theo giá trị ADC EM235 ………………………………………………………… 43 Hình 4.7: Giao diện giám sát, điều khiển thu thập liệu ………………… 45 Hình 4.8: Code phần mềm labview ……………………………………………… 46 Hình 4.9: Các tag liên kết PLC Labview ……………………………… 47 Hình 5.1: Đồ thị mối quan hệ ứng suất uốn với độ dày kính …….…… 52 Hình 5.2: Đồ thị mối quan hệ độ võng với độ dày kính …….………… 52 x DANH SÁCH CÁC BẢNG Bảng 2.1: Dòng điện tiết diện dây dẫn theo chuẩn IEC 60439-1 ……………… 25 Bảng 5.1: Bảng kết thực nghiệm với mẫu thử dày 6mm …………………… 48 Bảng 5.2: Bảng kết thực nghiệm với mẫu thử dày 8mm …………………… 49 Bảng 5.3: Bảng kết thực nghiệm với mẫu thử dày 10mm …………………… 50 Bảng 5.4: Bảng kết thực nghiệm với mẫu thử dày 12mm …………………….51 xi surface, the surface which is placed under tensile stress (flat or patterned side) shall be indicated c) Description of the edge finish and which way up it was tested d) Inherent stress of the specimen, annealed or prestressed glass, including nature and if possible degree of prestressing e) Number of specimens f ) For each specimen, the following information: 1) Thickness, h, in millimetres, to the nearest 0,05 mm, in the case of specimens with flat surfaces; maximun thickness (plate thickness), minimum thickness (core thickness), and average thickness, h, in millimetres , to the nearest 0,05 mm, in the case of specimens with one or two patterned surfaces 2) Width in millimetres to the nearest millimeter 3) Overall bending strength, σbB, or equivalent bending strength, σbeqB, in N/mm2to the nearest 0,1 N/mm2 ; 4) If desired, edge bending strength, σbB , or equivalent bending strength, σbeqB, in N/mm2 to the nearest 0,1 N/mm2; 5) Time to breakage in seconds to the nearest 1s; 6) Whether the specimen broke from the edge or the central part (body) of the specimen; No average of the measured results shall be given g) Number of specimens not broken in accordance with clause h) Any deviation from this standard which may have affected the results 100 PHỤ LỤC 101 102 103 104 105 106 107 108 PHỤ LỤC 109 110 111 112 113 ... văn Cổ Chí Phước iii TĨM TẮT NGHIÊN CỨU, THIẾT KẾ, CHẾ TẠO MÁY KIỂM TRA ỨNG SUẤT UỐN CỦA KÍNH CƯỜNG LỰC THEO TIÊU CHUẨN BS EN 1288-3 Nội dung luận văn nghiên cứu, thiết kế, chế tạo máy kiểm tra. .. tượng nghiên cứu Đối tượng nghiên cứu đề tài ? ?Nghiên cứu, thiết kế, chế tạo máy kiểm tra ứng suất uốn kính cường lực theo tiêu chuẩn BS EN 1288-3 ” tập trung vào giải vấn đề sau: Tính tốn thiết kế. .. động lực cho vấn đề nghiên cứu khoa học thực tiễn Đề tài ? ?Nghiên cứu, thiết kế, chế tạo máy kiểm tra ứng suất uốn kính cường lực theo tiêu chuẩn BS EN 1288-3 ” thí dụ điển hình cho việc liên kết