Thiết kế chế tạo mô hình máy xếp vòng bi bklayer

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 KỸ THUẬT CƠ KHÍ THIẾT KẾ CHẾ TẠO MƠ HÌNH MÁY XẾP VỊNG BI BKLAYER GVHD: ThS NGUYỄN VĂN ĐOÀN SVTH: PHẠM ĐOÀN ANH TUẤN NGUYỄN HỒNG TUẤN NGUYỄN KHẢI SKL011058 Tp Hồ Chí Minh, tháng 07/2023 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP.HỒ CHÍ MINH KHOA CƠ KHÍ CHẾ TẠO MÁY ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Đề tài: “THIẾT KẾ CHẾ TẠO MƠ HÌNH MÁY XẾP VỊNG BI BKLAYER” GVHD : ThS NGUYỄN VĂN ĐOÀN SVTH : PHẠM ĐOÀN ANH TUẤN - 19144045 NGUYỄN HOÀNG TUẤN - 19144321 NGUYỄN KHẢI – 19144265 Lớp: 191442B Khoá : 2019 – 2023 Tp Hồ Chí Minh, tháng năm 2023 TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP HCM CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM KHOA CƠ KHÍ CHẾ TẠO MÁY Độc lập - Tự – Hạnh phúc NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Học kỳ 2/ năm học 2022-2023 Giảng viên hướng dẫn: ThS Nguyễn Văn Đoàn Sinh viên thực hiện: MSSV: 19144321 Điện thoại 0339980840 Nguyễn Hoàng Tuấn Nguyễn Khải MSSV: 19144265 Điện thoại 0706849926 Phạm Đoàn Anh Tuấn MSSV: 19144045 Điện thoại 0931286748 Mã số đề tài: 22223DT32 Tên đề tài: THIẾT KẾ CHẾ TẠO MƠ HÌNH MÁY XẾP VỊNG BI BKLAYER Các số liệu, tài liệu ban đầu: - Vòng bi xếp ngắn thùng đầu vào - Vịng bi có đường kính ngồi từ 30mm tới 110mm xếp theo hàng cột - Thùng liệu đầu vào kích thước 600 x 800 x 500 (mm) - Thùng sản phẩm đầu kích thước 600 x 600 x 200 (mm) - Xếp số hàng số cột số lớp tùy loại vịng bi Nội dung đồ án: - Vẽ Nguyên lý hoạt động máy - Thiết kế kết cấu tồn máy - Tính tốn chi tiết phận máy, Mơ hoạt động máy - Gia cơng mơ hình thu nhỏ thể nguyên lý làm việc máy Các sản phẩm dự kiến - Mơ hình máy xếp vịng bi BKLAYER , File thiết kế 3D + mô máy - Báo cáo tởng hợp vẽ Ngày giao đồ án: 15/3/2023 Ngày nộp đồ án: 15/7/2023 Ngơn ngữ trình bày: Bản báo cáo: Tiếng Anh i  Tiếng Việt  Trình bày bảo vệ: Tiếng Anh  Tiếng Việt  TRƯỞNG KHOA TRƯỞNG BỘ MÔN GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN (Ký, ghi rõ họ tên) (Ký, ghi rõ họ tên) (Ký, ghi rõ họ tên)  Được phép bảo vệ …………………………………… (GVHD ký, ghi rõ họ tên) ii LỜI CAM KẾT - Tên đề tài: THIẾT KẾ CHẾ TẠO MƠ HÌNH MÁY XẾP VỊNG BI BKLAYER - GVHH: ThS Nguyễn Văn Đoàn Họ tên sinh viên: Nguyễn Hoàng Tuấn - MSSV: 19144321 - Địa sinh viên: 69/2 Đỗ Xuân Hợp, Phước Long B, Thành Phố Thủ Đức Số điện thoại liên lạc: 0339980840 - Email: nguyenhoangtuan05052001@gmail.com Họ tên sinh viên: Nguyễn Khải - MSSV: 19144265 - Địa sinh viên: 6/10 đường Trung Mỹ Tây 9, Khu phố 3, Tổ 74, Quận 12, TP HCM - Số điện thoại liên lạc: 0706849926 Email: nguyen0909khai@gmail.com - Họ tên sinh viên: Phạm Đoàn Anh Tuấn MSSV: 19144045 Lớp: 191442B Địa sinh viên: Số điện thoại liên lạc: 0931286748 Email: phamdoananhtuan20112001@gmail.com Ngày nộp khóa luận tốt nghiệp (ĐATN): 15/7/2023 - Lời cam kết: “Tôi xin cam đoan khóa luận tốt nghiệp (ĐATN) cơng trình tơi nghiên cứu thực Tơi không chép viết cơng bố mà khơng trích dẫn nguồn gốc Nếu có vi phạm nào, tơi xin chịu hoàn toàn Lớp: 191442B Lớp: 191442B trách nhiệm” TP Hồ Chí Minh, ngày … tháng 07 năm 2023 Ký tên iii LỜI CẢM ƠN Chúng em xin cảm ơn tất quý thầy cô trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật TP HCM dẫn dắt chúng em suốt trình học tập, rèn luyện phát triển thân ngồi giảng đường Đặc biệt thầy, Khoa Cơ Khí Chế Tạo Máy – người trực tiếp, giảng dạy, hướng dẫn chúng em suốt trình học tập trường Thầy truyền lửa, tận tình giảng dạy, dìu dắt chúng em từ ngày đầu bỡ ngỡ đến lúc chúng em vác hành trang kiến thức chuẩn bị bước đời Kiến thức khó tiếp cận qua cách giảng dạy thầy cô chúng em dễ dàng việc tiếp nhận Với vốn kiến thức được học, với kinh nghiệm, học đời giúp chúng em tự tin hơn, vững mạnh đoạn đường Và hết chúng em xin được bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến thầy Nguyễn Văn Đoàn – Người trực tiếp dẫn dắt chúng em qua cánh cửa cuối cùng, người trực tiếp trao cho chúng em hội để thực đề tài tốt nghiệp người đánh giá kết thực chúng em Thầy ln tận tình hướng dẫn, nhắc nhở, chỉnh sửa chi tiết nhỏ để chúng em biết cịn nhiều chỗ cần cải thiện để phát triển sau Cảm ơn thầy hướng dẫn, dạy truyền đạt kiến thức quý báu cho chúng em suốt trình chúng em hồn thành luận tốt nghiệp Quan trọng hết chúng em xin chân thành cảm ơn gia đình, đấng sinh thành tạo điều kiện tốt suốt trình học tập làm việc trường Giúp chúng em chuyên tâm học tập, phát triển thân để sau trở thành cơng dân có ích cho xã hội Dù hoàn thành đề tài chúng em cảm thấy chưa hài lòng với kết đạt được Những vấn đề đặt ra, sai sót q trình làm việc khiến kết thực có phần bị ảnh hưởng Nhưng điều quan trọng hết chúng em cố gắng để hồn thành đề tài kịp tiến độ nhận thân có điểm mạnh điểm yếu cần khắc phục Cuối cùng, chúng em tin tiếp tục cố gắng học hỏi, làm việc trau dồi thêm kinh nghiệm, trải nghiệm ngày khơng xa chúng em trở thành kỹ sư đất nước để khơng phụ lịng cha mẹ, thầy iv TĨM TẮT ĐỒ ÁN THIẾT KẾ CHẾ TẠO MƠ HÌNH MÁY XẾP VÒNG BI BKLAYER Cải tiến dây chuyền sản xuất ngày được doanh nghiệp quan tâm nhờ lợi ích thiết thực mà mang lại Cải tiến dây chuyền giúp doanh nghiệp giảm chi phí sản xuất, cải thiện chất lượng sản phẩm, nâng cao lực cạnh tranh Ngồi ra, việc cải tiến máy móc dây chuyền sản xuất giúp nâng cao suất hiệu suất hoạt động máy, chất lượng sản phẩm Cải tiến máy móc giúp giảm thiểu số lượng nhân cơng cần thiết sản xuất Nhờ đó, tiết kiệm chi phí sản xuất, nâng cao lực cạnh tranh doanh nghiệp Những giá trị mà máy móc đem lại khơng thể phủ nhận Nắm bắt được điều nhóm chúng em thống nhất, định chọn đề tài “Thiết kế chế tạo mơ hình xếp vịng bi BKLAYER” hướng dẫn trực tiếp thầy Nguyễn Văn Đoàn Đồng thời hội cho chúng em vận dụng kiến thức được học tập trường, thực tập vào đề tài thực tế Nội dung đồ án: ✓ Tính tốn, thiết kế kết cấu cho tồn máy ✓ Thiết kế mơ hình 3D, mơ ngun lí hoạt động máy ✓ Lập trình vận hành máy hoạt động ✓ Gia cơng, lắp ráp mơ hình ✓ Chạy thử, kiểm nghiệm đánh giá ✓ Gia công cải tiến ✓ Đánh giá, kết luận viết báo cáo thuyết minh Kết luận: Để hoàn thiện máy hoạt động thời gian dài ởn định thân người làm phải có kiến thức, kinh nghiệm trải nghiệm Nhóm chúng em sau hoàn thành đề tài phần nắm được quy trình thiết kế, chế tạo máy rút nhiều học quý giá để phát triển tương lai Những thiếu sót thiết kế dẫn đến học, kết không tốt Chính vậy, chúng em tiếp tục học hỏi, trau dồi để thân trả giá cho lỗi lầm v ABSTRACT DESIGN AND MANUFACTURING OF THE BKLAYER BEARING MODEL Improving the production line is increasingly interested by businesses thanks to the practical benefits it brings Improving production lines helps businesses reduce production costs, improve product quality, and improve competitiveness In addition, the improvement of production line machinery also helps to improve the productivity and performance of the machine, and product quality Improved machinery reduces the amount of labor required in production Thereby, saving production costs, improving the competitiveness of enterprises The value that the machine brings is undeniable Grasping that, our group agreed, decided to choose the topic "Design and manufacture model of BKLAYER bearing arrangement" under the direct guidance of Mr Nguyen Van Doan At the same time, it is also an opportunity for us to apply the knowledge we have learned in school, when going to practice on real project The main content of the project: ✓ Design 3D models to simulate machine principles ✓ Program the machine to operate ✓ Processing and assembling models ✓ Test run, test and evaluate ✓ Improved machining ✓ Evaluate, conclude and write explanatory report Conclusion: To perfect a machine that can operate for a long time stably, the person making it must have knowledge, experience and experience After completing the project, our group also partly grasped the process of designing and manufacturing machines and learned many valuable lessons for future development Design flaws will lead to lessons, and bad results Therefore, we will continue to learn and improve so that we not have to pay for our mistakes vi MỤC LỤC NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP i LỜI CAM KẾT iii LỜI CẢM ƠN iv TÓM TẮT ĐỒ ÁN .v MỤC LỤC vii DANH MỤC BẢNG BIỂU ix DANH MỤC SƠ ĐỒ, HÌNH VẼ x DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT xiii CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU 1.1 Lý chọn đề tài .1 1.2 Ý nghĩa khoa học tính thực tiễn đề tài 1.3 Mục tiêu nghiên cứu đề tài 1.4 Đối tượng phạm vi nghiên cứu .2 1.4.1 Đối tượng nghiên cứu: .2 1.4.2 Phạm vi nghiên cứu: 1.5 Phương pháp nghiên cứu 1.6 Ý nghĩa đề tài 1.7 Kết cấu ĐATN: CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU ĐỀ TÀI 2.1 Giới thiệu 2.2 Các ưu điểm máy xếp vòng bi 2.3 Kết cấu máy xếp vòng bi 2.4 Các nghiên cứu liên quan đến đề tài CHƯƠNG 3: PHƯƠNG HƯỚNG VÀ CÁC GIẢI PHÁP VỀ MÁY XẾP VÒNG BI BKLAYER 10 3.1 Các thông số đầu vào .10 3.2 Các phương án hướng đến .10 3.2.1 Phương án (Sử dụng cánh tay robot) .10 3.2.2 Phương án (Sử dụng bàn nam châm điện) .11 3.3 So sánh lựa chọn phương án .12 3.4 Bảng báo cáo nhiệm vụ 13 3.5 Bảng kế hoạch công việc 13 CHƯƠNG 4: TÍNH TỐN, THIẾT KẾ CƠ KHÍ MÁY 16 4.1 Tính tốn thời gian làm việc .16 4.2 Tính toán đầu vào .19 4.2.1 Tính lực hút nam châm 19 4.2.2 Tính tốn chọn xi lanh .22 4.2.3 Kiểm nghiệm độ rung lắc xi lanh 24 4.3 Tính toán băng tải xích nhựa 30 vii 4.3.1 Chọn động băng tải .30 4.3.2 Chọn loại xích 32 4.4 Tính tốn gắp hút đầu 40 4.4.1 Chọn động servo 40 4.4.2 Chọn vít me 41 4.4.3 Chọn gối đỡ trục 44 4.4.4 Chọn khớp nối trục 46 4.4.5 Chọn trượt 47 4.5 Hệ thống khí nén .48 4.6 Nguyên lý hoạt động .51 4.7 Thuật tốn lập trình 52 4.8 Kiểm nghiệm độ bền, độ chuyển vị chi tiết 53 4.8.1 Bát gá xi lanh đầu vào 53 4.8.2 Bát gá xi lanh đầu 54 4.8.3 Khung thép cấu đầu vào 56 4.9 Kết cấu 3D toàn máy 58 CHƯƠNG 5: THIẾT KẾ VÀ LẬP TRÌNH CHO MƠ HÌNH 61 5.1 Tởng quan mơ hình 61 5.2 Phân tích mơ hình theo cụm .61 5.2.1 Cơ cấu hút đầu vào 62 5.2.2 Cụm băng tải 62 5.2.3 Cơ cấu hút đầu .64 5.2.4 Tủ điện .65 CHƯƠNG 6: KẾT QUẢ THỰC TẾ 66 6.1 Kết cấu toàn máy: 66 6.2 Mơ hình thực tế: .66 6.3 Các vấn đề gặp phải: 68 6.4 Kết sau vận hành 68 6.5 Hướng phát triển .70 KẾT LUẬN 71 TÀI LIỆU THAM KHẢO 72 PHỤ LỤC I viii step_vit = 5; tdaurahut = 0; xl3l = 0; xl3x = 0; // delay(500); } // Xi lanh xuống hút else if (step_vit == && vit == 4) { hut(); vit = 5; // delay(500); } // Về để nhả else if (step_vit == && vit == 5) { digitalWrite(Dir, 0); while (1) { digitalWrite(dcbt, 1); digitalWrite(Pul, 1); delayMicroseconds(200); digitalWrite(Pul, 0); delayMicroseconds(200); X -= 1; if (X == H3) { break; } } step_vit = 6; tdauranha = 0; XXIII xl3l = 0; xl3x = 0; // delay(500); } // Xi lanh xuống để nhả else if (step_vit == && vit == 5) { nha(); vit = 6; Serial.println("Làn hàng 3"); // delay(500); nho_vi_tri_hang = 4; dem1 = dem1 - 4; } } // Làn hàng else if (vitri_hang == 4) { // chạy qua để gắp if (step_vit == && vit == 6) { digitalWrite(Dir, 1); while (1) { digitalWrite(Pul, 1); delayMicroseconds(200); digitalWrite(Pul, 0); delayMicroseconds(200); X += 1; if (X == L1) { break; } XXIV } // digitalWrite(dcbt, 0); step_vit = 7; tdaurahut = 0; xl3l = 0; xl3x = 0; // delay(500); } // Xi lanh xuống hút else if (step_vit == && vit == 6) { hut(); vit = 7; // delay(500); } // Về để nhả else if (step_vit == && vit == 7) { digitalWrite(Dir, 0); while (1) { digitalWrite(dcbt, 1); digitalWrite(Pul, 1); delayMicroseconds(200); digitalWrite(Pul, 0); delayMicroseconds(200); X -= 1; if (X == H4) { break; } } XXV step_vit = 8; tdauranha = 0; xl3l = 0; xl3x = 0; // delay(500); } // Xi lanh xuống để nhả else if (step_vit == && vit == 7) { nha(); Serial.println("Làn hàng 4"); delay(500); dem1 = dem1 - 4; step_vit = 0; vit = 0; nho_vi_tri_hang = 1; } } // } } // Làn else if (vitri_lan == 2) { // Làn hàng // if(digitalRead(ctht == 1)){ if (vitri_hang == 1) { // chạy qua để gắp if (step_vit == && vit == 0) { digitalWrite(Dir, 1); while (1) { XXVI digitalWrite(Pul, 1); delayMicroseconds(200); digitalWrite(Pul, 0); delayMicroseconds(200); X += 1; if (X == L2) { break; } } // digitalWrite(dcbt, 0); Serial.print("Đang chạy 2: "); step_vit = 1; tdaurahut = 0; xl3l = 0; xl3x = 0; // delay(500); } else if (step_vit == && vit == 0) { hut(); vit = 1; // delay(500); } else if (step_vit == && vit == 1) { digitalWrite(Dir, 0); while (1) { digitalWrite(dcbt, 1); digitalWrite(Pul, 1); delayMicroseconds(200); XXVII digitalWrite(Pul, 0); delayMicroseconds(200); X -= 1; if (X == H1) { break; } } step_vit = 2; tdauranha = 0; xl3l = 0; xl3x = 0; delay(500); } else if (step_vit == && vit == 1) { nha(); vit = 2; Serial.println("Làn hàng 1"); // delay(500); nho_vi_tri_hang = 2; dem2 = dem2 - 4; } } //làn hàng else if (vitri_hang == 2) { // chạy qua để gắp if (step_vit == && vit == 2) { digitalWrite(Dir, 1); XXVIII while (1) { digitalWrite(Pul, 1); delayMicroseconds(200); digitalWrite(Pul, 0); delayMicroseconds(200); X += 1; if (X == L2) { break; } } // digitalWrite(dcbt, 0); step_vit = 3; tdaurahut = 0; xl3l = 0; xl3x = 0; // delay(500); } // Xi lanh xuống hút else if (step_vit == && vit == 2) { hut(); vit = 3; // delay(500); } // Về để nhả else if (step_vit == && vit == 3) { digitalWrite(Dir, 0); while (1) { digitalWrite(dcbt, 1); XXIX digitalWrite(Pul, 1); delayMicroseconds(200); digitalWrite(Pul, 0); delayMicroseconds(200); X -= 1; if (X == H2) { break; } } step_vit = 4; tdauranha = 0; xl3l = 0; xl3x = 0; delay(500); } // Xi lanh xuống để nhả else if (step_vit == && vit == 3) { nha(); vit = 4; Serial.println("Làn hàng 2"); // delay(500); nho_vi_tri_hang = 3; dem2 = dem2 - 4; } } // Làn hàng else if (vitri_hang == 3) { XXX // chạy qua để gắp if (step_vit == && vit == 4) { digitalWrite(Dir, 1); while (1) { digitalWrite(Pul, 1); delayMicroseconds(200); digitalWrite(Pul, 0); delayMicroseconds(200); X += 1; if (X == L2) { break; } } // digitalWrite(dcbt, 0); step_vit = 5; tdaurahut = 0; xl3l = 0; xl3x = 0; // delay(500); } // Xi lanh xuống hút else if (step_vit == && vit == 4) { hut(); vit = 5; // delay(500); } // Về để nhả else if (step_vit == && vit == 5) { XXXI digitalWrite(Dir, 0); while (1) { digitalWrite(dcbt, 1); digitalWrite(Pul, 1); delayMicroseconds(200); digitalWrite(Pul, 0); delayMicroseconds(200); X -= 1; if (X == H3) { break; } } step_vit = 6; tdauranha = 0; xl3l = 0; xl3x = 0; // delay(500); } // Xi lanh xuống để nhả else if (step_vit == && vit == 5) { nha(); vit = 6; Serial.println("Làn hàng 3"); // delay(500); nho_vi_tri_hang = 4; dem2 = dem2 - 4; } } XXXII // Làn hàng else if (vitri_hang == 4) { // chạy qua để gắp if (step_vit == && vit == 6) { digitalWrite(Dir, 1); while (1) { digitalWrite(Pul, 1); delayMicroseconds(200); digitalWrite(Pul, 0); delayMicroseconds(200); X += 1; if (X == L2) { break; } } // digitalWrite(dcbt, 0); step_vit = 7; tdaurahut = 0; xl3l = 0; xl3x = 0; delay(500); } // Xi lanh xuống hút else if (step_vit == && vit == 6) { hut(); vit = 7; // delay(500); XXXIII } // Về để nhả else if (step_vit == && vit == 7) { digitalWrite(Dir, 0); while (1) { digitalWrite(dcbt, 1); digitalWrite(Pul, 1); delayMicroseconds(200); digitalWrite(Pul, 0); delayMicroseconds(200); X -= 1; if (X == H4) { break; } } step_vit = 8; tdauranha = 0; xl3l = 0; xl3x = 0; // delay(500); } // Xi lanh xuống để nhả else if (step_vit == && vit == 7) { nha(); Serial.println("Làn hàng 4"); // delay(500); dem2 = dem2 - 4; step_vit = 0; XXXIV vit = 0; nho_vi_tri_hang = 1; } } // } } } //Chương trình hút nam châm đầu void hut() { if (tdaurahut == && xl3l == && xl3x == 0) { digitalWrite(xl3, 1); digitalWrite(nc2, 0); delay(1500); xl3l = 0; xl3x = 1; tdaurahut = 1; Serial.println("Xi lanh xuống 5s! "); Serial.println("Nam châm bật hút! "); } if (tdaurahut == && xl3l == && xl3x == 1) { digitalWrite(xl3, 0); delay(2000); xl3l = 1; xl3x = 0; tdaurahut = 2; Serial.println("Xi lanh lên 3s! "); Serial.println("Đã hút vòng bi! "); XXXV } } void nha() { if (tdauranha == && xl3l == && xl3x == 0) { digitalWrite(xl3, 1); delay(1500); xl3l = 0; xl3x = 1; tdauranha = 1; Serial.println("Xi lanh xuống 5s! "); } if (tdauranha == && xl3l == && xl3x == 1) { digitalWrite(nc2, 1); digitalWrite(xl3, 0); delay(1000); xl3l = 1; xl3x = 0; tdauranha = 2; Serial.println("Tắt nam châm! "); Serial.println("Xi lanh lên 3s! "); Serial.println("Đã nhả vòng bi! "); } } XXXVI S K L 0