Thiết kế và chế tạo máy xẻ dạng khung kiểu mới theo nguyên lý vòng đời sản phẩm

Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2018 ISBN 978 604 82 2548 3 219 THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO MÁY XẺ DẠNG KHUNG KIỂU MỚI THEO NGUYÊN LÝ VÒNG ĐỜI SẢN PHẨM Đặng Hoàng Minh1, Nguyễn Việt Đức2, Phùng Vă[.]

Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2018 ISBN: 978-604-82-2548-3 THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO MÁY XẺ DẠNG KHUNG KIỂU MỚI THEO NGUYÊN LÝ VÒNG ĐỜI SẢN PHẨM Đặng Hoàng Minh1 , Nguyễn Việt Đức , Phùng Văn Bình3 Khoa Cơng Nghệ Cơ khí, Trường Đại học Cơng nghiệp Thành Phố Hồ Chí Minh Khoa Cơng Trình, Trường Đại học Thủy lợi, email: ducnv@tlu.edu.vn Khoa Hàng Không Vũ trụ, Học Viện Kỹ thuật Quân GIỚI THIỆU CHUNG Thiết kế hệ thống khí phức tạp ln tốn cấp thiết Các hệ thống khí xưa thường thiết kế dựa kế thừa mô hình mẫu có sẵn cải tiến Tuy nhiên cách tiếp cận truyền thống thường khiến cho máy móc chế tạo xong gặp nhiều vấn đề kỹ thuật hỏng hóc, khơng tương thích trình vận hành thử nghiệm Bởi việc thiết kế gắn liền chặt chẽ với yêu cầu đầu máy, mà u cầu ln thay đổi liên tục theo thị trường, kinh nghiệm kế thừa lại khơng có sở khoa học để cải tiến thích ứng kịp thời Trong báo tác giả đặt việc thiết kế khn khổ vịng đời sản phẩm, nơi tất khâu cơng nghệ chế tạo, tính tốn, vận hành, bảo trì, kinh phí tài chính, v.v… đưa lên xem xét Cách tiếp cận đem lại linh hoạt, thuận tiện cho nhà sản xuất kỹ sư, đồng thời lại giảm thiểu tối đa vấn đề kỹ thuật nảy sinh, giảm bước thử nghiệm, sai hỏng, từ tối ưu chất lượng độ cạnh tranh sản phẩm Bài báo lấy ví dụ thiết kế máy xẻ gỗ dạng khung hệ mới, hệ thống khí có kết cấu độc đáo, nhiều ưu việt so với dạng máy xẻ gỗ truyền thống MƠ HÌNH THIẾT KẾ “U CẦU-BỘ PHẬN-THAM SỐ” Nhằm thiết kế chế tạo hệ thống khí phức tạp, tác giả đề xuất mơ hình “u cầu - Bộ phận Tham số” (YBT) (Hình 1) Xuất phát cần xác định yêu cầu kỹ thuật tính đầu máy Máy cần có đặc điểm gì, thực cơng việc gì, suất, bên cạnh tiêu mong muốn chất lượng, giá thành, kiểu dáng, v.v… máy cần hình thành Ta xác định để chế tạo nên hệ thống cần chuyên gia lĩnh vực để tham dự vào q trình quản lý vịng đời sản phẩm xét Ta xếp tất đối tượng vào nhóm “yêu cầu” Tiếp đến, cần hình thành ý tưởng cấu, phận, dây chuyền, v.v… máy Đó thành phần cấu tạo nên hệ thống máy Nhóm ta gọi “bộ phận” Và đối tượng cuối thiết kế tham số Những tham số liên quan đến chi tiết, phận máy kích thước, khối lượng, thơng số tính vật liệu, động học, động lực học máy, tham số cơng nghệ, dung sai, v.v… Sau hình thành xong nhóm mơ hình thiết kế, ta phải xây dựng mối liên hệ chúng Ví dụ yêu cầu kỹ thuật A ảnh hưởng đến thiết kế phận nào, ký hiệu mũi tên màu đỏ hình Và để thiết kế nên 219 Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2018 ISBN: 978-604-82-2548-3 chi tiết cần xét tới tham số nào, thể mũi tên màu xanh Với tính chất bắc cầu, từ ta nhận yêu cầu ảnh hưởng đến tham số liên quan Đây mơ hình tổng qt thiết kế hệ thống khí Số lượng thành phần mối liên hệ chúng không thay đổi Điểm thú vị tùy vào bối cảnh thứ tự xét “yêu cầu” khác, từ quy trình thiết kế khác Ta xét ví dụ cho trường hợp máy xẻ gỗ dạng khung hệ [1-3] Trong khuôn khổ khái niệm quản lý vòng đời sản phẩm, giả sử để thiết kế nên máy xẻ gỗ hệ mới, “yêu cầu” cần xem xét như: (I) Công nghệ chế tạo (A): Các kỹ sư thu thập sở lý thuyết lĩnh vực dành cho máy xẻ, trang thiết bị dành cho xẻ gỗ, phương pháp gia cơng chi tiết v.v… (II)Tính tốn: Các kỹ sư thu thập sở lý thuyết phương pháp tính tốn cho vấn đề như: sở lý thuyết cắt gỗ (B), ổn định mặt ngăng xoắn lưỡi cưa (C), điều kiện tránh va chạm (D), v.v… (III) Kinh phí tài chính: Các chuyên gia đưa phương pháp tính tốn hao phí lượng (E), lựa chọn vật liệu (F), hao phí vật liệu (G), v.v… (IV) vận hành bảo trì (H) Các “u cầu” (A)÷(H) kể liên quan đến “bộ phận” máy bánh lệch tâm (), vỏ khớp (β), phần tử đàn hồi (γ), lưỡi cưa (δ), trục (ε), v.v… Các “tham số” cần xét mối liên hệ với “bộ phận” “yêu cầu” kỹ thuật kể đến như: chiều cao gỗ h (a), tốc độ đẩy gỗ Sw (b), tốc độ quay n (c), chiều dày lưỡi cưa t (d), góc cưa (e), bước pt (f), lực cắt ngang Fh (g), lực cắt dọc Fv (h), độ lệch tâm e (i), tần số dao động riêng nhỏ lưỡi cưa f01 (j), v.v… a Trong đó: b Đi ều kiện ràng bu ộc; ti mong muốn; yêu cầu kỹ thuật A α B β C γ … … aa Z ω bb … … … … z zz C hi tiết / cụm chi tiết / ph ận / module máy Th am số / đại lượng … Hình Mơ hình thiết kế theo YBT tổng quát THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO MÁY XẺ GỖ DẠNG KHUNG KIỂU MỚI Khi tất đối tượng kể tập hợp lại để thành YBT tổng quát Thì tùy vào bối cảnh sản xuất hình thành quy trình thiết kế phù hợp Ta xét vài trường hợp sau: - Khi kinh phí nhà sản xuất đảm bảo, yêu cầu đặt cho máy xẻ gỗ chất lượng suất, khâu (II) cần ưu tiên hàng đầu Quy trình thiết kế phải việc xem xét thỏa mãn điều kiện mặt tính tốn Bởi có thỏa mãn máy có suất chất lượng cao - Và ví dụ điển hình khác, xét cụ thể báo Khi mà công nghệ chế tạo (I) ảnh hưởng trực tiếp đến thiết kế Trong bối cảnh chế tạo lưỡi cưa có thơng số hình học cưa kích thước tùy ý Lưỡi cưa có sẵn mua loại định Đi theo quy trình thiết kế bối cảnh trên, ta thu thiết kế cụm mơ-đun tương ứng, đóng vai trị phận lao tác máy xẻ, thể Hình Dựa thiết kế, tiến hành chế tạo, ta thu máy xẻ tương ứng với trường hợp bối cảnh thiết kế thấy Hình 220 Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2018 ISBN: 978-604-82-2548-3 (I) (II) Hình Thiết kế cụm module theo bối cảnh: (I) - điều kiện công nghệ chế tạo trọng (II) - chất lượng ưu tiên hàng đầu (I) (II) Hình Chế tạo máy xẻ gỗ dạng khung kiểu theo bối cảnh: (I) - điều kiện công nghệ chế tạo trọng (II) - chất lượng ưu tiên hàng đầu KẾT LUẬN TÀI LIỆU THAM KHẢO Bài báo đề xuất phương pháp “Yêu [1] Phung V.B., Dang H.M., Gavriushin S.S (2017c) Development of mathematical cầu - Bộ phận - Tham sô (YBT)” dùng thiết model for lifecycle management process of kế hệ thống khí phức tạp dựa khái new type of multirip saw machine Journal niệm quản lý vòng đời sản phẩm Phương of Science and Education MSTU NE pháp thiết kế YBT cho thấy khả ứng Bauman Moscow (In Rus sian) dụng cao nhiều bối cảnh sản xuất khác [2] Blokhin М.А (2015) Research and nhau, yêu cầu cấp thiết có thay development of saw machine with circular đổi Sử dụng phương pháp ta thu forward movement of saw blades Research thiết kế máy xẻ tương ứng Vì vậy, report MSTU NE Bauman Moscow 313 p YBT áp dụng để chế tạo nhiều hệ (In Russian) [3] Phung V B (2017a) Automation and thống khí phức tạp khác management of the decision-making process for multi-criteria design of a new type of frame saw machine PhD document MSTU NE Bauman Moscow 157 p (In Russian) 221 ... module máy Th am số / đại lượng … Hình Mơ hình thiết kế theo YBT tổng quát THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO MÁY XẺ GỖ DẠNG KHUNG KIỂU MỚI Khi tất đối tượng kể tập hợp lại để thành YBT tổng quát Thì tùy vào bối... gỗ dạng khung hệ [1-3] Trong khn khổ khái niệm quản lý vịng đời sản phẩm, giả sử để thiết kế nên máy xẻ gỗ hệ mới, “yêu cầu” cần xem xét như: (I) Công nghệ chế tạo (A): Các kỹ sư thu thập sở lý. .. 978-604-82-2548-3 (I) (II) Hình Thiết kế cụm module theo bối cảnh: (I) - điều kiện công nghệ chế tạo trọng (II) - chất lượng ưu tiên hàng đầu (I) (II) Hình Chế tạo máy xẻ gỗ dạng khung kiểu theo bối cảnh: (I)