Chế tạo mô hình hàn ống và mặt phẳng (giao tại thân ống)

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 CHẾ TẠO MƠ HÌNH HÀN ỚNG VÀ MẶT PHẲNG (GIAO TẠI THÂN ỚNG) GVHD: KS HỒNG VĂN HƯỚNG SVTH: ĐÀO NGỌC THIỆN CAO MINH THÔNG NGUYỄN HUỲNH TẤN ANH SKL011044 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 TỚT NGHIỆP Đề tài: “ CHẾ TẠO MƠ HÌNH HÀN ỐNG VÀ MẶT PHẲNG (GIAO TẠI THÂN ỐNG)” Giảng viên hướng dẫn: KS HOÀNG VĂN HƯỚNG Sinh viên thực hiện: ĐÀO NGỌC THIỆN MSSV: 18144174 Lớp: 18144CL2A Sinh viên thực hiện: CAO MINH THÔNG MSSV : 18144181 Lớp : 18144CL2A Sinh viên thực hiện: NGUYỄN HUỲNH TẤN ANH MSSV: 18144063 Lớp: 18144CL4B Khố: 2018 - 2022 Tp Hồ Chí Minh, tháng 07/2023 TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP HCM CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM KHOA ĐÀO TẠO CHẤT LƯỢNG CAO Độc lập - Tự – Hạnh phúc NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Giảng viên hướng dẫn: Hoàng Văn Hướng Sinh viên thực hiện: Đào Ngọc Thiện Cao Minh Thông Nguyễn HuỳnhTấn Anh MSSV: 18144174 ĐThoại: 0334943068 MSSV: 18144181 ĐThoại: 0888738208 MSSV: 18144063 ĐThoại: 0854940392 Mã số đề tài: 22223DT59 Tên đề tài: CHẾ TẠO MƠ HÌNH HÀN ỐNG VÀ MẶT PHẲNG (GIAO TẠI THÂN ỐNG) Các số liệu, tài liệu ban đầu: - Các thơng số mơ hình hàn ống mặt phẳng - Các yêu cầu liên kết hàn - Các tiêu chuẩn chất lượng liên kết hàn Nội dung đồ án: - Tổng quan CN hàn hồ quan hệ thống hàn tự động - Thiết kế mơ hình 3D - Chế tạo, lắp ráp thử nghiệm mơ hình Các sản phẩm dự kiến: - Mơ hình thực tế (Vật liệu; Thiết bị, máy móc; Dây chuyền cơng nghệ ) - Báo cáo phân tích Ngày giao đồ án Ngày nộp đồ án Ngôn ngữ trình bày Bản báo cáo Trình bày bảo vệ TRƯỞNG KHOA (Ký, ghi rõ họ tên) ◻ Tiếng Anh  Tiếng Việt  Tiếng Anh  Tiếng Việt  TRƯỞNG NGÀNH GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN (Ký, ghi rõ họ tên) (Ký, ghi rõ họ tên) Được phép bảo vệ (GVHD ký, ghi rõ họ tên) i LỜI CAM KẾT - Tên đề tài: CHẾ TẠO MƠ HÌNH HÀN ỐNG VÀ MẶT PHẲNG (GIAO TAI THÂN ỐNG) - GVHD: KS Hoàng Văn Hướng - Họ tên sinh viên: Đào Ngọc Thiện - MSSV 18144174 Lớp 18144CL2A - Địa sinh viên: 94/25A, Phước Long B, Tp.Thủ Đức, Tp.HCM - Email: 18144174@student.hcmute.edu.vn - Họ tên sinh viên: Cao Minh Thông - MSSV 18144181 Lớp 18144CL2A - Địa sinh viên: Tp.HCM - Email: 18144181@student.hcmute.edu.vn - Họ tên sinh viên: Nguyễn Huỳnh Tấn Anh - MSSV 181441063 Lớp 18144CL2A - Địa sinh viên: Tp.HCM - Email: 18144063@student.hcmute.edu.vn - Ngày nộp khoá luận tốt nghiệp (ĐATN): - Lời cam kết: “Tôi xin cam đoan khố luận tốt nghiệp (ĐATN) cơng trình tơi nghiên cứu thực Tơi khơng chép từ viết cơng bố mà khơng trích dẫn nguồn gốc Nếu có vi phạm nào, tơi xin chịu hồn tồn trách nhiệm” Tp Hồ Chí Minh, ngày … tháng … năm 2023 Ký tên ii LỜI CẢM ƠN Thời gian qua thời gian khó khăn nhóm để hồn thành đồ án tốt nghiệp Thế nên việc chúng tơi hồn tất đồ án tốt nghiệp nhờ giúp đỡ nhiều người Do đó, chúng tơi xin dành riêng trang để gửi lời cảm ơn sâu sắc đến quý thầy cô, quý bạn bè người thân những người tốt bụng khác Lời đầu tiên, nhóm thực đồ án xin gửi lời cảm ơn chân thành đến KS.Hoàng Văn Hướng (giáo viên hướng dẫn đề tài tốt nghiệp) Cảm ơn thầy, người định hướng, bảo tận tình hướng dẫn nhóm nghiên cứu suốt q trình thực đề tài tốt nghiệp Những góp ý thầy học kinh nghiệm vô q giá để nhóm nghiên cứu hồn thành tốt đồ án hành trang đường sau chúng tơi Qua đây, nhóm nghiên cứu xin gửi lời cảm ơn đến quý thầy (cô) khoa Cơ khí Chế tạo máy, đội ngũ giảng viên trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Thành Phố Hồ Chí Minh Cảm ơn quý thầy (cô) tận tâm dạy dỗ, truyền đạt kiến thức suốt chặng đường sinh viên qua, giúp nhóm nghiên cứu có tảng sở lý thuyết vững vàng tạo điều kiện suốt trình học tập Ngồi ra, chúng tơi muốn gửi lời cảm ơn riêng đến Thầy Phạm Sơn Minh, Thầy Trần Minh Thế Uyên hỗ trợ chúng những kiến thức chuyên ngành để những tính tốn thiết kế chúng tơi đúng hướng hoàn thiện Lời cảm ơn nhóm muốn dành cho tập thể khóa K18 Cơng Nghệ Kỹ Thuật Cơ Khí đồng hành với nhóm suốt khoảng thời gian vừa qua Cùng học tập, vui chơi mái trường đại học Đây những kỷ niệm đẹp, đầy quý nhìn lại nhóm khó qn suốt đời sau Và cuối khơng phần quan trọng, nhóm muốn gửi lời cảm ơn đến bậc sinh thành mình, người ban tặng sống, dạy dỗ tạo điều kiện học tập trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Thành phố Hồ Chí Minh Nhóm xin chân thành cảm ơn Đào Ngọc Thiện Cao Minh Thông Nguyễn Huỳnh Tấn Anh iii TÓM TẮT ĐỒ ÁN Trong đề tài nhóm tập trung vào việc thiết kế, chế tạo máy hàn ống mặt phẳng hàn mối hàn giao thân ống với góc kim hàn 45˚ Mục tiêu thiết kế: Nhắm đến việc cải thiện trình sản xuất, giảm vấn đề nhân lực, yêu cầu nhân lực có tay nghề cao, phục vụ sản xuất quy mô nhỏ Đồ án tốt nghiệp nhóm sử dụng mơ hình cấu hàn tự động kết hợp với điều khiển PLC Nhóm tích lũy số kinh nghiệm q trình thiết kế chế tạo máy, tính tốn độ bền, tính tốn chọn động cơ, lắp đặt thiết bị, nâng cao kĩ tra cứu tài liệu, phương pháp làm việc nhóm Sau hồn thành đồ án nhóm bước đầu cho mối hàn giao thân ống, máy hàn bán tự động nên củng giảm bớt vấn đề nhân lực đồng thời hình dáng kết cấu máy củng vơ nhỏ gọn thao tác dễ dàng ABSTRACT In this topic, the group focuses on the design and manufacture of pipe and plane welding machines that can weld the intersection weld at the pipe body with a welding needle angle of 45 degrees Design objectives: Aim to improve the production process, reduce manpower problems, require highly skilled manpower, serve small-scale production The team's graduation project uses an automatic welding mechanism model in combination with a PLC controller The team has accumulated some experience in the process of designing and building machines, calculating durability, calculating motor selection, installing devices, improve document lookup skills, teamwork methods After completing the project, the group initially produced intersecting welds at the pipe body, The semi-automatic welding machine should reduce the problem of manpower, and the shape and structure of the machine are extremely compact and easy to operate iv MỤC LỤC TÓM TẮT ĐỒ ÁN iv DANH MỤC SƠ ĐỒ HÌNH VẼ ix DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT xiv CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN ĐỀ TÀI 1.1 Tính cấp thiết đề tài 1.2 Ý nghĩa khoa học thực tiễn đề tài 1.3 Mục tiêu đề tài 1.4 Đối tượng phạm vi nghiên cứu 1.5 Phương pháp nghiên cứu 1.5.1 Cơ sở phương pháp luận 1.5.2 Các phương pháp nguyên cứu cụ thể 1.6 Kết cấu ĐATN CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU ĐỀ TÀI 2.1 Giới thiệu 2.2 Đặc tính hàn inox 2.3 Vị trí hàn với ống hàn góc 2.4 Các nghiên cứu liên quan đến đề tài 2.4.1 Các nghiên cứu nước 2.4.2 Các nghiên cứu nước .11 2.5 Các tồn việc hàn ống mặt phẳng 13 CHƯƠNG 3: CƠ SỞ LÝ THUYẾT 14 3.1 Sơ lược lịch sử hàn, khả ứng dụng sản xuất 14 3.2 Cơ sở lý thuyết hàn TIG 14 3.2.1.Định nghĩa hàn TIG 14 3.2.2 Nguyên lý hàn TIG 15 3.2.3 Đặc điểm hàn TIG .15 3.2.4 Ứng dụng hàn TIG đời sống .16 3.2.5 Ưu điểm nhược điểm hàn TIG 16 3.2.6 Các loại vật liệu áp dụng phương pháp hàn TIG 17 3.2.7 Khí bảo vệ hàn TIG 17 3.2.8 Điện cực hàn .19 3.3 Cơ chế truyền động bánh 20 v 3.3.1 Định nghĩa 20 3.3.2 Phân loại truyền động bánh 21 3.3.3 Ưu nhược điểm phạm vi sử dụng chế truyền động bánh 23 3.4 Sơ lược PLC 23 3.4.1 Định nghĩa 23 3.4.2 Phân loại 24 3.4.3 Cấu trúc bên PLC 24 3.4.4 Nguyên lý hoạt động .25 3.4.5 Ưu nhược điểm PLC 25 3.4.6 Ứng dụng .26 3.5 Sơ lược động bước 26 3.5.1 Định nghĩa 26 3.5.2 Phân loại động bước 27 3.5.4 Nguyên lý hoạt động .28 3.5.5 Ưu nhược điểm động bước 28 3.5.6 Ứng dụng động bước 29 CHƯƠNG PHƯƠNG HƯỚNG VÀ CÁC GIẢI PHÁP VỀ HÀN ỐNG VÀ MẶT PHẲNG (GIAO TẠI THÂN ỐNG) 30 4.1 Yêu cầu đề tài / Thông số thiết kế 30 4.2 Phương hướng giải pháp thực 30 4.2.1 Phương án 1: Máy hàn ống mặt phẳng có đầu gắn kim hàn hình trụ lắp vào bánh thơng qua ren đầu gắn kim, cấu cấp khí bảo vệ riêng biệt .30 4.2.2 Phương án 2: Máy hàn ống mặt phẳng có đầu gắn kim hàn dạng chữ L lắp vào bánh thông qua bulong , cấp khí bảo vệ riêng biệt .31 4.3 Lựa chọn phương án 32 4.4 Trình tự công việc tiến hành 32 CHƯƠNG 5: THIẾT KẾ VÀ TÍNH TỐN CÁC CHI TIẾT MÁY 33 5.1 Thiết kế phần khí 33 5.1.1 Cụm khung-vỏ hộp 34 5.1.2 Cụm động .36 5.1.3 Thiết kế bánh 39 5.1.4 Thiết kế trục 41 5.1.5 Cụm siết 45 5.1.6 Cụm trục 46 5.1.7 Nguyên lý định vị .56 5.1.8 Cụm tiếp điểm 58 vi 5.2 Thiết kế hệ thống điện 61 5.2.1 Sơ đồ khối 61 5.2.2 Các phần tử hệ thống điện .62 5.3 Thiết kế phôi hàn 68 CHƯƠNG 6: CHẾ TẠO THỬ NGHIỆM 71 6.1 Gia công chi tiết máy 71 6.1.1 Q trình gia cơng chi tiết máy 71 6.1.2 Các chi tiết sau gia công 73 6.2 Lắp ráp chi tiết máy 75 6.3 Kết đạt 82 6.3.1 Mơ hình chung bước vận hành .82 6.3.2 Quá trình chuẩn bị 83 6.3.3 Kết hàn ống mặt phẳng giao thân ống 87 KẾT LUẬN – ĐỀ NGHỊ 89 TÀI LIỆU THAM KHẢO 90 vii DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 3.1: Lựa chọn vật liệu dựa vào khí bảo vệ 18 Bảng 3.2: So sánh hai loại khí 18 Bảng 3.3: Mã màu điện cực tungsten 19 Bảng 3.4: Chọn dòng điện ứng với kích thước điện cực 20 Bảng 4.1: Kế hoạch thực đề tài 32 Bảng 5.1: Thông số bánh 40 Bảng 5.1: Bảng đường kính trục 43 Bảng 5.3: Đặc tính nhựa POM 48 Bảng 5.4: Thơng số kích thước gối đỡ 52 Bảng 5.5: Thông số nguồn tổ ong 24V-5A 62 Bảng 5.6: Thông số PLC Mitsubishi FX3U 14MT 63 Bảng 5.7: Thông số Driver TB6600 64 Bảng 5.8: Cường độ dòng điện Driver 65 Bảng 5.9: Chế độ vi bước Driver 66 Bảng 6.1: Thông số tham khảo hàn vật liệu inox 86 Bảng 6.2: Kết hàn thay đổi dòng điện hàn 87 viii