Hcmute thiết kế và chế tạo mô hình máy nâng khuôn tự động

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH CƠNG TRÌNH NGHIÊN CỨU KHOA HỌC SINH VIÊN THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO MÔ HÌNH MÁY NÂNG KHUÔN TỰ ĐỘNG MÃ SỐ: SV2018-55 SKC 0 Tp Hồ Chí Minh, tháng 06/2018 Luan van 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 VÀ CHẾ TẠO MÔ HÌNH MÁY NÂNG KHN TỰ ĐỢNG SV2018-55 Thuộc nhóm ngành khoa học: kỹ thuật TP Hồ Chí Minh, 06/2018 Luan van 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 VÀ CHẾ TẠO MƠ HÌNH MÁY NÂNG KHN TỰ ĐỢNG SV2018-55 Thuộc nhóm ngành khoa học: kỹ thuật SV thực hiện: Lê Thành Huy Nam, Nữ: Nam Dân tộc: Kinh Lớp, khoa: 16143CL1, khoa đào tạo chất lượng cao Năm thứ: /Số năm đào tạo: Ngành học: Công nghệ chế tạo máy Người hướng dẫn: Thạc sĩ Trần Chí Thiên TP Hồ Chí Minh, 06/2018 Luan van 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 VÀ CHẾ TẠO MÔ HÌNH MÁY NÂNG KHUÔN TỰ ĐỘNG - SV thực hiện: Lê Thành Huy Mã số SV: 16143077 - Lớp: 16143CL1 Khoa: Đào tạo chất lượng cao Năm thứ: Số năm đào tạo: - Người hướng dẫn: Thạc sĩ Trần Chí Thiên Mục tiêu đề tài: Tạo điều kiện cho sinh viên đươc tiếp cận thực hành sớm với các phần mềm CAD làm mạch điện Tính sáng tạo: Kết hợp các ứng dụng của cấu khí mạch điện, tạo mô hình tự động, điểu khiển để nâng vật nặng nhẹ nhàng Kết nghiên cứu: Chế tạo, thử nghiệm thành công mô hình máy nâng khuôn, nâng được chi tiết khuôn cỡ nhỏ, làm tiền đề cho việc cải tiến nghiên cứu làm sản phẩm có tính kinh tế ứng dụng, với cơng śt lớn Đóng góp mặt giáo dục đào tạo, kinh tế - xã hội, an ninh, quốc phòng khả áp dụng đề tài: Ứng dụng môi trường nhà xưởng, giúp giảm thiểu sức người quá trình nâng hạ chi tiết nặng Công bố khoa học SV từ kết nghiên cứu đề tài (ghi rõ tên tạp chí có) hoặc nhận xét, đánh giá của sở áp dụng các kết quả nghiên cứu (nếu có): 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 (phần người hướng dẫn ghi): Ngày tháng năm Người hướng dẫn (kí, họ tên) Xác nhận Trường (kí tên đóng dấu) Luan van Mục lục Phần I: Mở đầu 1 Tổng quan tình hình nghiên cứu thuộc lĩnh vực đề tài Lý chọn đề tài Mục tiêu đề tài Phương pháp nghiên cứu Đối tượng phạm vi nghiên cứu Phần II Nội dung báo cáo Chương I Cơ sở lý thuyết Lý thuyết cấu tạo hoạt động của vít-me, đai ốc Lý thuyết cấu tạo, hoạt động của truyền xích Lý thuyết hộp giảm tốc Nguyên lí hoạt động của rờ-le điện từ 10 Sơ lược khuôn, đối tượng ứng dụng của máy nâng 11 Nguyên lí hoạt động của máy nâng 12 Chương II: Chọn các chi tiết theo tiêu chuẩn 15 Chọn động 15 Chọn ổ đỡ 16 Chọn rờ –le 17 Chọn bánh xe 18 Chọn bánh xích xích 18 Chương III: Thiết kế lắp ráp các chi tiết, mạch điện máy 19 Quy trình thiết kế các chi tiết 19 Quy trình lắp ráp các chi tiết 31 Mạch điện máy 38 Quy trình vận hành máy nâng 39 Chương IV: Kết quả đạt được, định hướng ứng dụng 42 Kết luận hướng kiến nghị phát triển 42 Định hướng ứng dụng 43 Chương V: Bản vẽ thiết kế chi tiết lắp ráp 45 Luan van Danh mục tài liệu tham khảo 46 Luan van Phần I: Mở đầu Tổng quan tình hình nghiên cứu thuộc lĩnh vực đề tài 1.1 Trong nước Ở Việt Nam trước năm 1990 nhắc đên công nghệ CN, CNC quả rất xa lạ ít người biết đến Bắt đầu từ 1991, thông qua số dự án chuyển giao cơng nghệ, hợp tác với nước ngồi như: Dự án ‘’Chuyển giao công nghệ thiết kế, phát triển chế tạo khn mẫu ‘’ Lúc cơng nghệ CNC như: ‘’máy phay CNC, máy tiện CNC, đo lường CNC, ….lần đầu tiên được giới thiệu thu hút quan tâm của nhiều nhà chuyên môn cung nhiều doanh nghiệp nước liên doanh với nước Hiện nay, nhiều nhà khí nước có dự án đầu tư các dây chuyền sản xuất với phần lớn các thiết bị dây chuyền các máy CNC 1.2 Ngoài nước Xuất phát từ ý tưởng điều khiển dụng cụ thông qua chuỗi lệnh kế tiếp, liên tục các máy dụng cụ Điều khiển số được thực từ thế kỷ Khi ở châu Âu người ta dung các chốt hình trụ để điều khiển các chuyển động của hình trang trí đồng hồ lớn của nhà thờ Năm 1954, Bendix mua bản quyền phát minh của parsons chế tạo được thiết bị điều khiển NC công nghiệp đầu tiên, cịn dung bóng đèn điện tử chân không Năm 1958 ‘’công cụ lập trình tự động G-Code’’ (Automatically Programmaed Tood ) đời Đánh dấu bước phát triển lập trình cho máy Lý chọn đề tài Ngày với tiến của khoa học kỹ thuật, lĩnh vực gia công khí chính xác đạt được nhiều thành tựu với đời của nhiều loại máy nâng chuyển các nhà máy xí nghiệp nằm nâng cao suất sản xuất Máy móc đại thì chi phí mua trang thiết bị khơng nhỏ Đó yếu tố thúc đẩy của số người ham học hỏi, tìm tòi để chế tạo máy nâng nhỏ gọn, rẻ tiền mà đáp ứng nhu cầu sản xuất của họ Ngày nay, thế giới ở Luan van Việt Nam, có rất nhiều người tham gia sản xuất máy nâng cỡ nhỏ để dùng tại nhà, tại các xưởng sản xuất nhỏ lẻ với chi phí thấp, ở các trường đại học, cao đẳng xuất nhiều máy CNC mini sinh viên chế tạo để phục vụ cho việc học tập ở trường Máy nâng khuôn được sử dụng truyền khí để tối ưu chi phí, tiết kiệm không gian, đạt hiệu sử dụng tức thời Giả sử nếu chọn sử dụng khí nén, nâng các khn cỡ lớn, việc nâng hạ khn khá khó khăn, lợi ích không gian cho mát hoạt động bị hao giảm, đơi với bề ngồi cồng kềnh, phức tạp, khó di chuyển phân xưởng, chi phí cao với truyền khí Tương tự thủy lực, kết cấu sẽ rất phức tạp không thể di chuyển khuôn từ khu vực cất khuôn sang máy ép nhựa, máy dập,…, hệ thống phức tạp, chi phí lắp đặt bảo dưỡng cao Suy ra, tối ưu nhất chế tạo máy nâng sử dụng động điện, truyền khí vít me – đai ốc Mục tiêu đề tài Tạo điều kiện cho sinh viên đươc tiếp cận thực hành sớm với các phần mềm CAD làm mạch điện Phương pháp nghiên cứu  Tìm hiểu cấu tạo, hoạt động của máy  Thiết kế lắp ráp chi tiết máy  Chọn chi tiết theo tiêu chuẩn  Mô phỏng hoạt động của máy nâng  Kết nối điện Đối tượng phạm vi nghiên cứu  Đối tượng nghiên cứu:  Nguyên lí hoạt động của các truyền khí  Nguyên lí hoạt động chính của máy nâng khuôn  Ứng dụng cải tiến máy sản xuất  Phạm vi nghiên cứu:  Mô hình máy nâng khuôn  Ý kiến thu thập để cải tiến phát triển Luan van Phần II Nội dung báo cáo Chương I Cơ sở lý thuyết Lý thuyết cấu tạo hoạt động vít-me, đai ốc 1.1 Cấu tạo Bộ truyền vítme – đai ốc có phận chính:  Vít số quay với số vịng quay n1, cơng śt truyền động P1, mo men xoắn trục T1 Vít có ren ngồi tương tự bu lơng Trong trường hợp vít khâu dẫn  Đai ốc số 2, chuyển động tịnh tiến với vận tốc v2, công suất đai ốc P2 Đai ốc có ren giống đai ốc mối ghép ren Trường hợp đai ốc khâu bị dẫn Trong truyền khác, có thể đai ốc khâu dẫn, đai ốc quay vời số vịng quay n1 cịn vít khâu bị dẫn, chuyển động tịnh tiến với vận tốc v2 Hình 1.1: Bợ trùn vít-me, đai ớc Thực tế thì trục vít( thường trục dẫn động) được làm thép liền với trục vì chịu tải lớn, bánh vít, đai ốc ( thường bánh bị dẫn động, nhận chuyển động từ trục vít) bề mặt làm việc của bánh vít, đai ốc phải làm vật liệu bền hơn, hợp kim màu, cụ thể hợp kim đồng được sử dụng chủ yếu vì đồng có rất nhiều tính phù hợp với điều kiện làm việc 1.2 Hoạt động Ren của vít ren của đai ốc ăn khớp với Nhưng quá trình truyền động có trượt rất lớn mặt ren, hiệu suất truyền động không cao Trong thực tế thường dùng các loại truyền động sau:  Vít quay, đai ốc tịnh tiến Ví dụ chuyển động của bàn xe dao máy tiện  Vít vừa quay vừa tịnh tiến, cịn đai ốc đứng yên Ví dụ chuyển động của vít kích vít Luan van  Đai ốc vừa quay vừa tịnh tiến, vít đứng yên Ví dụ chuyển động của đai ốc cấu kép chặt của đồ gá Hình 1.2: Kích vít Hình 1.3: Cơ cấu kẹp chặt Luan van 2.3 Lắp truyền Kiểu lắp: lắp động Hình 3.15: Lắp truyền 33 Luan van 2.4 Lắp vít-me, đai ốc Kiểu lắp: lắp động Hình 3.16: Lắp vít-me đai ớc 34 Luan van 2.5 Lắp bàn nâng Kiểu lắp: lắp tĩnh Hình 3.17: Lắp bàn nâng 35 Luan van 36 Luan van Hình 3.18: Kết cấu máy sau mô phỏng phần mềm 37 Luan van Mạch điện máy Mạch gồm: - động M - Rờ - le L1 L2 - tụ điện - công tắc chế độ - công tắc hành trình (thường mở) Khi gạc công tắc sang vị trí lên, dòng điện từ nguồn qua rờ - le L2 đến động mở thắng đồng thời tích điện cho tụ điện, kết quả động sẽ quay theo chiều ngược chiều kim đồng hồ nâng bàn nâng Ngược lại, gạc công tắc sang vị trí xuống, dòng điện từ nguồn qua rờ - le L1 đến động mở thắng, kết quả động sẽ quay theo chiều chiều kim đồng hồ hạ bàn nâng Công tắc hành trình xác định vị trí giới hạn vị trí cao nhất thấp nhất của bàn nâng, bàn nâng lên đến vị trí cao nhất sẽ chạm vào cơng tắc đóng mạch điện, động có thể quay theo chiều ngược lại hạ bàn nâng ngược lại Hình 3.20: Sơ đồ mạch điện 38 Luan van Quy trình vận hành máy nâng Bước 1: Dùng pa lăng xích kéo tay, tháo khuôn từ máy di chuyển dần phía ngoài, nơi máy nâng đợi sẵn để đón khn hạ xuống 39 Luan van Bước 2: Cố định khuôn bàn nâng, hạ dần bàn nâng xuống vị trí ban đầu, sau đẩy máy nâng phía khu vực cất khuôn 40 Luan van Bước 3: Khi đẩy máy nâng tới vị trí cất khuôn, dùng remote nâng bàn nâng lên cao ngang so với kệ để khuôn dùng tay đẩy khuôn vào kệ cất 41 Luan van Chương IV: Kết đạt được, định hướng ứng dụng Kết luận hướng kiến nghị phát triển 1.1 Kết luận Với thuận lợi khó khăn trải qua, nhóm hồn thành tốt đề tài nghiên cứu khoa học: “Thiết kế chế tạo mô hình máy nâng khn tự động” Đồng thời, nhóm chúng tơi đạt được yêu cầu mục tiêu đề ra, bao gồm:  Thành tựu mặt lý thút:  Tìm hiểu tởng quan ngun lí hoạt động, ứng dụng phối hợp của các cấu khí  Tìm hiểu tởng quan quá trình nâng hạ, chế tạo máy khí dạng tải  Tìm hiểu tổng quan các loại động cơ, cách nối ghép mạch điện bản  Thiết kế mô phỏng mô hình máy phần mềm solidworks 2016  Mô hình nâng hạ được sản phẩm khuôn cỡ nhỏ  Đồng thời các thành viên nhóm đạt được kỹ tinh thần, thái độ phương thức làm việc nhóm, nghiêm túc phát huy được sáng tạo công việc Tất cả điều sẽ tiền đề, hành trang để nhóm chúng em phát triển thêm năm học tới, có thêm tinh thần định hướng cho đồ án môn học đồ án tốt nghiệp sau  Thành tựu mô hình  Mô hình máy được gia công lắp ráp dựa sở mô phỏng  Nâng hạ được các khuôn dập, ép cỡ nhỏ  Dễ dàng di chuyển xưởng giảm bớt thời gian nâng hạ, tốn sức người Hình 4.1: Mơ hình máy nâng sau hồn thiện 42 Luan van 1.2 Kiến nghị phát triển Để tiếp tục phát triển đề tài nhằm nâng cao tính hồn thiện của đề tài, hoàn thiện thì đề tài nên được phát triển theo các hướng sau:  Thiết kế mô hình máy nhỏ gọn hơn, phù hợp với điều kiện làm việc của các xưởng có diện tích nhỏ  Nghiên cứu động để tạo cơng śt lớn hơn, có khả nâng khn cỡ lớn  Nghiên cứu ứng dụng các đẩy đại, khả cao để ứng dụng tốt việc chế tạo máy tải Định hướng ứng dụng Sau quá trình thực đề tài, với kết quả đạt được, tương lai, nhóm em mong muốn sản phẩm mình được ứng dụng tốt thực tiễn, nhằm lấy làm kinh nghiệm, để hồn thiện thiết kế, cho đời mơ hình máy nâng có tính áp dụng cao đạt suất tốt Sắp tới, nhóm em sẽ mang đến xưởng CAD/CAM/CNC khuôn mẫu của trường ta để ứng dụng khuôn, nhằm cải thiện công suất khả có thể tải được khn có kết cấu khối lương lớn Hình 4.2:Xưởng CAD/CAM/CNC/Khuôn mẫu của nhà trường 43 Luan van Hình 4.3: Một số khuôn ép xưởng 44 Luan van Sau hình ảnh thực tiễn trên, chúng em nhận thấy đa phần khuôn ép xưởng sử dụng tương đối lớn nặng, đề phải dùng ròng rọc cẩu để di chuyển qua lai nâng hạ vào máy Với mô hình phiên bản tụi em thiết kế, mong muốn được ứng dụng vào xưởng để lấy kinh nghiệm, phát triển thêm nâng cao công suất, di chuyển dễ dàng để ứng dụng cho kích cỡ khuôn lớn Chương V: Bản vẽ thiết kế chi tiết lắp ráp 45 Luan van Danh mục tài liệu tham khảo Nguyễn Trọng Hiệp, Nguyễn Văn Lâm Thiết kế chi tiết máy Nhà xuất bản giáo dục Việt Nam Trần Văn Chính Máy điện lý thuyết tập Nhà xuất bản xây dựng T.S Phạm Sơn Minh – Th.S Trần Minh Thế Uyên (2014), “Giáo trình Thiết kế chế tạo khuôn phun ép nhựa”, Nhà xuất bản ĐHQG TP.HCM Trang web http://technicalvnplus.com/ với số tài liệu đọc thêm 46 Luan van Luan van ...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 VÀ CHẾ TẠO MÔ HÌNH MÁY NÂNG KHUÔN TỰ ĐỘNG SV2018-55... 06/2018 Luan van 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 VÀ CHẾ TẠO MÔ HÌNH MÁY NÂNG KHUÔN TỰ ĐỢNG SV2018-55... 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 VÀ CHẾ TẠO MÔ HÌNH MÁY NÂNG KHUÔN TỰ ĐỘNG - SV thực