(Đồ án hcmute) hoàn chỉnh thiết kế, chế tạo thiết bị kiểm tra độ bền mỏi kiểu kéo nén cho vật liệu kim loại

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGÀNH CƠNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY HỒN CHỈNH THIẾT KẾ, CHẾ TẠO THIẾT BỊ KIỂM TRA ĐỘ BỀN MỎI KIỂU KÉO - NÉN CHO VẬT LIỆU KIM LOẠI GVHD: TS NGUYỄN NHỰT PHI LONG SVTH: PHAN MINH SANG CHÂU TẤN THÀNH NGƠ DỖN THÁI HƯNG SKL009793 Tp.Hồ Chí Minh, tháng 01 năm 2023 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP HỒ CHÍ MINH KHOA ĐÀO TẠO CHẤT LƯỢNG CAO NGÀNH CƠNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY  ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Đề tài: HOÀN CHỈNH THIẾT KẾ, CHẾ TẠO THIẾT BỊ KIỂM TRA ĐỘ BỀN MỎI KIỂU KÉO-NÉN CHO VẬT LIỆU KIM LOẠI GVHD: TS Nguyễn Nhựt Phi Long SVTH: Phan Minh Sang MSSV: 17143135 SVTH: Châu Tấn Thành MSSV: 17143140 SVTH: Ngơ Dỗn Thái Hưng MSSV: 17143096 Tp Hồ Chí Minh, tháng 01 năm 2023 i TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP HCM KHOA ĐÀO TẠO CHẤT LƯỢNG CAO CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập - Tự – Hạnh phúc Ngành Công Nghệ Chế Tạo Máy PHIẾU NHẬN XÉT ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP (Dành cho giảng viên hướng dẫn) Họ tên sinh viên: Phạm Minh Sang MSSV: 17143135 Hội đồng: 04 Họ tên sinh viên: Châu Tấn Thành MSSV: 17143140 Hội đồng: 04 Họ tên sinh viên: Ngơ Dỗn Thái Hưng MSSV: 17143096 Hội đồng: 04 Tên đề tài: HOÀN CHỈNH THIẾT KẾ, CHẾ TẠO THIẾT BỊ KIỂM TRA ĐỘ BỀN MỎI KIỂU KÉO-NÉN CHO VẬT LIỆU KIM LOẠI Ngành đào tạo: Công nghệ chế tạo máy Họ tên GV hướng dẫn: TS Nguyễn Nhựt Phi Long Ý KIẾN NHẬN XÉT Nhận xét tinh thần, thái độ làm việc sinh viên (không đánh máy) Nhận xét kết thực ĐATN (không đánh máy) 2.1 Kết cấu, cách thức trình bày ĐATN: 2.2 Nội dung đồ án: (Cơ sở lý luận, tính thực tiễn khả ứng dụng đồ án, hướng nghiên cứu tiếp tục phát triển) 2.3 Kết đạt được: ii 2.4 Những tồn (nếu có): Đánh giá: Điểm tối đa Mục đánh giá TT Hình thức kết cấu ĐATN Điểm đạt 30 Đúng format với đầ y đủ cả hình thức và nội dung của các mục Mục tiêu, nhiệm vụ, tổng quan đề tài 10 Tính cấp thiết đề tài 10 Nội dung ĐATN 10 50 Khả ứng dụng kiến thức toán học, khoa học kỹ thuật, khoa học xã hội… Khả thực hiện/phân tích/tổng hợp/đánh giá 10 Khả thiết kế chế tạo hệ thống, thành phần, quy trình đáp ứng yêu cầu đưa với ràng buộc thực tế 15 Khả cải tiến phát triển 15 Khả sử dụng công cụ kỹ thuật, phần mềm chuyên ngành… Đánh giá khả ứng dụng đề tài 10 Sản phẩm cụ thể ĐATN 10 Tổng điểm 100 Kết luận:  Được phép bảo vệ  Không phép bảo vệ TP.HCM, ngày tháng năm 2022 Giảng viên hướng dẫn (Ký, ghi rõ họ tên) iii TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP HCM KHOA ĐÀO TẠO CHẤT LƯỢNG CAO CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập - Tự – Hạnh phúc Ngành Công Nghệ Chế Tạo Máy PHIẾU NHẬN XÉT ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP (Dành cho giảng viên phản biện) Họ tên sinh viên: Phạm Minh Sang MSSV: 17143135 Hội đồng: 04 Họ tên sinh viên: Châu Tấn Thành MSSV: 17143140 Hội đồng: 04 Họ tên sinh viên: Ngơ Dỗn Thái Hưng MSSV: 17143096 Hội đồng: 04 Tên đề tài: HOÀN CHỈNH THIẾT KẾ, CHẾ TẠO THIẾT BỊ KIỂM TRA ĐỘ BỀN MỎI KIỂU KÉO-NÉN CHO VẬT LIỆU KIM LOẠI Ngành đào tạo: Công nghệ chế tạo máy Họ tên GV phản biện: PGS TS Đỗ Thành Trung Ý KIẾN NHẬN XÉT Kết cấu, cách thức trình bày ĐATN: Nội dung đồ án: (Cơ sở lý luận, tính thực tiễn khả ứng dụng đồ án, hướng nghiên cứu tiếp tục phát triển) Kết đạt được: Những thiếu sót tồn ĐATN: Câu hỏi: iv Đánh giá: Điểm tối đa Mục đánh giá TT Hình thức kết cấu ĐATN Điểm đạt 30 Đúng format với đầ y đủ cả hình thức và nội dung của các mục Mục tiêu, nhiệm vụ, tổng quan đề tài 10 Tính cấp thiết đề tài 10 10 Nội dung ĐATN 50 Khả ứng dụng kiến thức toán học, khoa học kỹ thuật, khoa học xã hợi… Khả thực hiện/phân tích/tổng hợp/đánh giá 10 Khả thiết kế, chế tạo hệ thống, thành phần, quy trình đáp ứng yêu cầu đưa với ràng buộc thực tế 15 Khả cải tiến phát triển 15 Khả sử dụng công cụ kỹ thuật, phần mềm chuyên ngành… Đánh giá khả ứng dụng đề tài 10 Sản phẩm cụ thể ĐATN 10 Tổng điểm 100 Kết luận:  Được phép bảo vệ  Không phép bảo vệ TP.HCM, ngày tháng năm 2022 Giảng viên phản biện (Ký, ghi rõ họ tên) v LỜI CẢM ƠN Trong thời gian học tập nghiên cứu chương trình đào đại học trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật TP.HCM, nhóm tiếp thu đúc kết nhiều kiến thức bổ ích cho chun mơn Với đề tài nghiên cứu hình thức luận văn, nhóm vận dụng kiến thức học để giải vấn đề thực tế Đề tài nhóm tơi nghiên cứu giải vấn đề lĩnh vực gia công cụ thể phương pháp tiện, nghiên cứu lý thuyết làm thực nghiệm, lần tiếp xúc nên em gặp nhiều khó khăn Với hướng dẫn tận tình thầy hướng dẫn thầy TS Nguyễn Nhựt Phi Long hỗ trợ gia đình, bạn bè, đồng nghiệp Cho đến 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 TS Đặng Quang Khoa - Khoa Cơ Khí Chế Tạo Máy - trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật TP.HCM Thầy PGS.TS Phạm Huy Tuân - Khoa Cơ Khí Chế Tạo Máy - trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật TP.HCM Quý thầy cô khoa Cơ Khí Chế Tạo Máy - trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật TP.HCM Gia đình, bạn bè đồng nghiệp Một lần nữa, xin chân thành cảm ơn giúp đỡ, hỗ trợ động viên quý báu tất người Xin trân trọng cảm ơn! Sinh viên thực hiện: Phạm Minh Sang Châu Tấn Thành Ngơ Dỗn Thái Hưng vi TĨM TẮT Đề tài: HOÀN CHỈNH THIẾT KẾ, CHẾ TẠO THIẾT BỊ KIỂM TRA ĐỘ BỀN MỎI KIỂU KÉO-NÉN CHO VẬT LIỆU KIM LOẠI Máy thử độ bền mỏi kiểu kéo-nén dùng để kiểm tra mẫu thử tiết diện trịn có kích thước tiêu chuẩn vật liệu kim loại (thép cacbon thép hợp kim) nhằm đánh giá độ bền mỏi vật liệu thực tế Mục tiêu nghiên cứu đề tài thiết kế, chế tạo thiết kế mạch điện điều khiển máy cho tạo điều kiện tác động vào mẫu thử mẫu thử sử dụng ngồi thực tế, có khả tự động hóa giao tiếp máy tính Nội dung q trình thực hiện: Tìm hiểu lý thuyết độ bền mỏi, thu thập tài liệu, khảo sát loại máy có, tính tốn thiết kế khí điều khiển máy, hồn thiện vẽ, mơ phần mềm Solidworks Máy dùng để đo số lần phá hủy mỏi mẫu kim loại Nguyên lý hoạt động máy dựa cấu tay quaycon trượt với số lần tác dụng lớn lên mẫu thử, làm phá hủy mỏi mẫu thử Sau hồn thành q trình phá hủy mỏi mẫu thử, ta tìm số chu kì phá hủy thơng qua cảm biến phần mềm đo Nhóm thiết kế chế tạo thành công máy kiểm tra bền mỏi cho mẫu thử thép EN S235JR Trong tương lai, máy phát triển để đo nhiều mác thép khác nhau, đa dạng mẫu thử dạng tấm, cách thay cấu kẹp cho phù hợp với hình dạng mẫu thử Sinh viên thực hiện: Phạm Minh Sang Châu Tấn Thành Ngơ Dỗn Thái Hưng vii MỤC LỤC PHIẾU NHẬN XÉT ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ii PHIẾU NHẬN XÉT ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP iv LỜI CẢM ƠN vi TÓM TẮT vii DANH SÁCH CÁC CHỮ VIẾT TẮT xi DANH SÁCH CÁC BẢNG BIỂU xii DANH SÁCH CÁC HÌNH ẢNH, BIỂU ĐỒ xiii CHƯƠNG MỞ ĐẦU 1.1 Tính cấp thiết đề tài nghiên cứu 1.2 Ý nghĩa khoa học thực tiễn đề tài 1.3 Mục tiêu nghiên cứu đề tài 1.4 Đối tượng phạm vi nghiên cứu 1.4.1 Đối tượng nghiên cứu 1.4.2 Phạm vi nghiên cứu 1.5 Phương pháp nghiên cứu 1.5.1 Cơ sở phương pháp luận 1.5.2 Các phương pháp nghiên cứu cụ thể 1.5.3 Kết cấu đồ án tốt nghiệp CHƯƠNG CƠ SỞ LÝ THUYẾT 2.1 Mẫu thí nghiệm 2.2 Giới thiệu động điện 2.3 Cơ cấu dẫn hướng cho trượt 12 2.4 Cảm biến lực (Loadcell) 15 2.5 Mạch chuyển đổi ADC Hx711 18 2.6 Tổng quan mạch Arduino 19 2.6.1 Giới thiệu 19 2.6.2 Phân loại 19 viii 6.2 Hình ảnh số chi tiết thật tế 6.2.1 Chi tiết TCFT-01 Hình 6.3: Bản vẽ chi tiết TCFT-01 Hình 6.4: Hình ảnh thực tế gia công chi tiết TCFT-01 77 6.2.2 Chi tiết TCFT-04 Hình 6.5: Bản vẽ chi tiết TCFT-04 Hình 6.6: Hình ảnh thực tế gia cơng chi tiết TCFT-04 78 6.2.3 chi tiết TCFT-06 Hình 6.7: Bản vẽ chi tiết TCFT-06 Hình 6.8: Hình ảnh thực tế gia cơng chi tiết TCFT-06 79 6.1.4 Chi tiết TCFT-08 Hình 6.9: Bản vẽ chi tiết TCFT-08 Hình 6.10: Hình ảnh thực tế gia công chi tiết TCFT-08 80 6.1.5 chi tiết TCFT-11 Hình 6.11: Bản vẽ chi tiết TCFT-11 Hình 6.12: Hình ảnh thực tế gia cơng chi tiết TCFT-11 81 6.1.6 Chi tiết TCFT-13 Hình 6.13: Bản vẽ chi tiết TCFT-13 Hình 6.14: Hình ảnh thực tế gia cơng chi tiết TCFT-13 82 6.1.7 Chi tiết TCFT-15 Hình 6.15: Bản vẽ chi tiết TCFT-15 Hình 6.16: Hình ảnh thực tế gia cơng chi tiết TCFT-15 83 6.2 Hình ảnh q trình lắp đặt Hình 6.17: Lắp ray Hình 6.18: Lắp chi tiết TCFT-01 vào chi tiết TCFT-13 84 Hình 19: Lắp đặt loadcell Hình 6.20: Lắp đặt cụm motor lắc 85 Hình 6.21: Lắp cụm motor lắc vào ray Hình 6.22: Lắp đặt mẫu vào máy Hình 6.23: Hồn thiện máy 86 6.3 Hình ảnh thực tế máy hồn thiện Hình 6.24: Hình ảnh thiết bị thực tế THIẾT BỊ ĐO ĐỘ BỀN MỎI DẠNG KÉO -NÉN Máy đo độ bền mỏi dạng động xác định độ bền kháng nứt sản sinh kéo nén mẫu Bảng 6.1: Thơng số kỹ thuật máy THƠNG SỐ KỸ THUẬT Tốc độ động Bộ phận giữ mẫu Hành trình Kích thước thiết bị (D xR xC) Khối lượng Từ 3500-7000 vòng/phút mẫu 400 740x340x180 10kg 87 Nguồn điện 6.4 Video clip vận hành 220VAC±10% 88 Chương KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN 7.1 Kết luận Qua thời gian thực đồ án hướng dẫn tận tình TS Nguyễn Nhựt Phi Long, nhóm hồn thành đề tài “Hồn chỉnh thiết kế, chế tạo thiết bị kiểm tra độ bền mỏi kiểu kéo-nén cho vật liệu kim loại”, trình thực nhóm rút vấn đề sau: củng cố kinh nghiệm làm việc nhóm, kỹ giải vấn đề, việc tính tốn, thiết kế phải tuân theo tiêu chuẩn có sẵn, biết thêm lập trình Arduino để điều khiển 7.2 Hướng phát triển Hiện nay, máy kiểm tra độ bền mỏi cần thiết hoạt động sản xuất kiểm tra hàng hóa Nhưng việc sản xuất máy kiểm tra độ bền mỏi Việt Nam hạn chế Nếu thời gian thực đề tài cho phép tình hình ổn định nhóm gia cơng, chế tạo hồn thiện máy để từ đánh giá, kiểm nghiệm máy xác thơng qua thực nghiệm nhằm đưa phương án cải tiến tối ưu hơn, cố gắng tối ưu hóa chương trình điều khiển máy thử mỏi để máy tăng hoạt động hiệu hơn; thiết kế, chế tạo thêm loại cấu kẹp chuyên dụng để đa dạng hóa dạng mẫu thử thanh, 89 TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt [1] Thông tin website: https://luattrongtay.vn/ViewFullText/Id/f899b72d-14f8-4c9b-8beb16d454d93407 [2] https://hp-newtech.com/dong-co-dien/ [3] Thông tin website: https://kynguyenmay.vn/thanh-truot-sbr [4] Thông tin website: https://kynguyenmay.vn/thanh-truot-vuong-thk-hsr [5] Thông tin website: https://www.cpclinear.com/vi/tin-tuc/tin-nganh-co-khi/ray-truot-cpc-co-totnhu-loi-don-ngo-phan-52.html [6] Thông tin website: https://nshopvn.com/blog/nguyen-ly-hoat-dong-cua-cam-bien-can-nangloadcell-cach-su-dung-cam-bien-voi-arduino-de-lam-mot-can-dien-tu-dongian/ [7] Thông tin website: https://iotlabchannel.com/san-pham/module-chuyen-doi-adc-24bit-loadcellhx711/?v=e14da64a5617 [8] Thông tin website: https://www.circuito.io/blog/arduino-uno-pinout/ [9] Thông tin website: https://advancecad.edu.vn/quy-trinh-thiet-ke-may-thong-dung-hien-nay/ [10] Thông tin website: https://www.thespringstore.com/spring-calculator.html [11] Thông tin website: http://www.advanexusa.com/ 90 S K L 0