Nghiên cứu thiết kế, mô phỏng nguyên lý hoạt động máy đóng kiện ván xẻ

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 NGHIÊN CỨU, THIẾT KẾ, MÔ PHỎNG NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG MÁY ĐÓNG KIỆN VÁN XẺ GVHD: TS NGUYỄN NHỰT PHI LONG SVTH : VÕ VĂN DƯƠNG NGUYỄN CAO THANH KHIẾT SKL011288 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 ĐÀO TẠO CHẤT LƯỢNG CAO NHĨM NGÀNH CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Đề tài NGHIÊN CỨU, THIẾT KẾ, MÔ PHỎNG NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG MÁY ĐÓNG KIỆN VÁN XẺ GVHD: TS NGUYỄN NHỰT PHI LONG SVTH: VÕ VĂN DƯƠNG MSSV: 18143075 SVTH: NGUYỄN CAO THANH KHIẾT MSSV: 18143105 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 ĐÀO TẠO CHẤT LƯỢNG CAO Độc lập - Tự – Hạnh phúc NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Giảng viên hướng dẫn: TS.Nguyễn Nhựt Phi Long Sinh viên thực hiện: Võ Văn Dương MSSV:18143075 Điện thoại:0366716616 Nguyễn Cao Thanh Khiết MSSV: 18143105 Điện thoại:0845170900 Mã số đề tài : 22223DT78 Tên đề tài : Nghiên cứu, thiết kế, mô phỏng nguyên lí hoạt động máy đóng kiện ván xẻ Các số liệu, tài liệu ban đầu: - Kiện gỗ xẻ dài 2m, rộng 1m, cao 0.8m Số liệu thực tế được đo trường ĐH Nông Lâm TP.HCM - Tài liệu tính tốn, thiết kế, mơ phỏng Nợi dung đồ án: - Tình hình tổng quan nghiên cứu và ngoài nước - Đề xuất, phân tích lựa chọn phương án - Tính tốn, thiết kế - Mơ phỏng ngun lý hoạt động Các sản phẩm dự kiến - Tập thuyết minh, Tập vẽ A0 & A3 - Mô phỏng nguyên lí hoạt động Ngày giao đồ án: 6/03/2023 Ngày nộp đồ án: 21/07/2023 Ngôn ngữ trình bày: Bản báo cáo: Trình bảy bảo vệ: Tiếng Anh Tiếng Anh TRƯỞNG BỘ MÔN ( Ký, ghi rõ họ tên) Tiếng Việt Tiếng Việt GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN ( Ký, ghi rõ họ tên)  Được phép bảo vệ …………………………………………… (GVHD ký, ghi rõ họ tên) i LỜI CAM KẾT - Tên đề tài: Nghiên cứu, thiết kế, mô phỏng nguyên lí hoạt động máy đóng kiện ván xẻ - GVHD: TS Nguyễn Nhựt Phi Long - Họ tên sinh viên: Võ Văn Dương MSSV: 18143075 Nguyễn Cao Thanh Khiết MSSV :181430105 - Lớp: 18143CL2A - Địa sinh viên: 662/11,Khu Phố 1, Phường Trảng Dài, TP.Biên Hòa, T.Đồng Nai - Số điện thoại liên lạc: 084 517 0900 - Email: khietnguyencaothanh@gmail.com - Ngày nợp khố luận tốt nghiệp (ĐATN): 21/7/2023 - Lời cam kết: “Em xin cam đoan khố luận tốt nghiệp (ĐATN) cơng trình em nghiên cứu thực Em khơng chép từ viết cơng bố mà khơng trích dẫn nguồn gốc Nếu có vi phạm nào, em xin chịu hoàn toàn trách nhiệm” Tp Hồ Chí Minh, ngày … tháng … năm … Ký tên ii CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập - Tự – Hạnh phúc PHIẾU NHẬN XÉT ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP (Dành cho giảng viên hướng dẫn) Họ và tên sinh viên: Võ Văn Dương MSSV: 18143075 Hội đồng : 08 Họ và tên sinh viên: Nguyễn Cao Thanh Khiết MSSV: 18143105 Hội đồng : 08 Tên đề tài : NGHIÊN CỨU, THIẾT KẾ, MÔ PHỎNG NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG MÁY ĐÓNG KIỆN VÁN XẺ Ngành đào tạo: CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY Họ và tên GV hướng dẫn: T.S Nguyễn Nhựt Phi Long Ý KIẾN NHẬN XÉT Nhận xét tinh thần, thái độ làm việc sinh viên: Nhận xét kết thực ĐATN 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: 2.4 Những tồn (nếu có): xi Đánh giá: Điểm tối đa Mục đánh giá TT Hình thức kết cấu ĐATN Điểm đạt 30 Đúng format với đầy đủ hình thức nội dung mục 10 Mục tiêu, nhiệm vụ, tổng quan đề tài 10 Tính cấp thiết đề tài 10 Nội dung ĐATN 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 được phép bảo vệ TP.HCM, ngày tháng 07 năm 2023 Giảng viên hướng dẫn ((Ký, ghi rõ họ tên) xi CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập - Tự – Hạnh phúc PHIẾU NHẬN XÉT ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP (Dành cho giảng viên phản biện) Họ và tên sinh viên: Võ Văn Dương MSSV: 18143075 Hội đồng : 08 STT : 01 Họ và tên sinh viên: Nguyễn Cao Thanh Khiết MSSV: 18143105 Hội đồng : 08 STT: 01 Tên đề tài: NGHIÊN CỨU, THIẾT KẾ, MÔ PHỎNG NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG MÁY ĐÓNG KIỆN VÁN XẺ Ngành đào tạo: CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY Họ và tên GV phản biện: TS Lê Linh 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: xi Đánh giá: Điểm tối đa Mục đánh giá TT Hình thức kết cấu ĐATN Điểm đạt 30 Đúng format với đầy đủ hình thức nội dung mục 10 Mục tiêu, nhiệm vụ, tổng quan đề tài 10 Tính cấp thiết đề tài 10 Nội dung ĐATN 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 được phép bảo vệ TP.HCM, ngày tháng 07 năm 2023 Giảng viên phản biện ((Ký, ghi rõ họ tên) xi LỜI CẢM ƠN Việc thực và hoàn thành Đồ án tốt nghiệp ( KLTN ) một phần quan trọng suốt năm học vừa qua ngồi ghế nhà trường Trong khoảng thời gian đó, chúng em được thực học, thực hành kiến thức được học vào việc triển khai Đồ án này Đồ án tốt nghiệp chính là mảng kiến thức mà nhóm chúng em thiếu sót, để từ đó dự hướng dẫn Q Thầy Cơ chúng em hồn thiện các kĩ mà chúng em thiếu sót là bước đệm để chúng em tiếp cận được với cơng việc thực tế sau này Để hoàn thành được Khóa Luận Tốt Nghiệp này, nhóm chúng em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến Gia đình, Q Thầy Cơ, Bạn học Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật TP.HCM nói chung, Khoa Đào tạo Chất lượng cao và Khoa Cơ khí Chế tạo máy nói riêng tận tâm hỗ trợ nhóm chúng em để hoàn thành được Đồ án Đặc biệt, nhóm chúng em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến TS Nguyễn Nhựt Phi Long, người thầy tương trợ và bảo tận tình nhóm chúng em Kính chúc Thầy ln ln cơng tác tốt, thăng tiến công việc và bảo trọng sức khỏe Trong trình hoàn thiện Đồ án, nhóm chúng em khơng tránh khỏi thiếu sót Vì vậy, nhóm mong nhận được đóng góp ý kiến phản hồi để Đồ án được hoàn thiện Trân trọng ! Nhóm sinh viên thực Võ Văn Dương Nguyễn Cao Thanh Khiết xi TÓM TẮT ĐỒ ÁN TÊN ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU, THIẾT KẾ, MÔ PHỎNG NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG MÁY ĐÓNG KIỆN VÁN XẺ Từ thực tế nhóm thấy được rằng việc đóng kiện ván xẻ nghành chế biến lâm sản nhiều hạn chế, nên nhóm xin được thực đề tài này nhằm đưa giải pháp thiết kế với mục đích hỗ trợ nguyên công đóng kiện gỗ đáp ứng được yêu cầu công nghiệp Bằng hỗ trợ giảng viên hướng dẫn, nhóm chúng em hoàn thành được mục đích đồ án Tuy nhiên, quỹ thời gian hạn hẹp và kiến thức hạn chế nên đề tài chưa được hoàn hảo mong muốn, cịn đó mợt số khiếm khuyết cần được khắc phục tương lai Nhóm cảm thấy qua đề tài này giúp nhóm hiểu rõ và củng cố kiến thức việc tính tốn, thiết kế, mô phỏng và lắp ghép chi tiết Nhóm mong muốn lần thực đề tài này tạo tiền đề cho lần nghiên cứu tiếp theo xi Thời gian làm ng̣i được tính theo cơng thức sau : Công thức tương tự công thức phần làm nguội nhựa khuôn ép phun 5.2.7 Thiết kế hệ thống thủy lực Hình 5.12 Cấu tạo xylanh thủy lực Ổ bi cầu 2.Bulong hãm Gioăng làm kín piston và ống Gioăng làm kín cần piston 5.Quả piston Cần piston 7.Ống xi lanh 8.Gioăng làm kín chính cổ ống Gioăng làm kín cổ cần 10.Gioăng làm kín phụ cổ ống 11 Gioăng gạt bụi 12.Cổ xylanh Tính chọn xilanh - Căn cứ thông số có được mục 4.1, ta có thể tiến hành tính toán sau : - Tính tốn: + Fms= 10400.0,62= 6450N, cần dùng lực lớn 6450N để ép chặt kiện gỗ mà mặt bên dùng xylanh nên chia xylanh cần lớn 3250 N Chọn xylanh đẩy là đủ lực 29 + Xylanh có tác dụng để kiềm laị sức bật gỗ nên lực đẩy nhỏ xylanh bên để thuận lợi sửa chửa thay thế nên chọn xylanh - Chọn hành trình: Phân tích xylanh trên: trình khoảng cách từ dầm đến kiện gỗ 434mm nên chọn xylanh 150mm, tổng chiều dài xylanh 437mm ép Phân tích xylanh bên: dùng đẩy chặt khối gỗ lại để siết, khoảng cách từ dầm đến kiện gỗ 594mm nên chọn xylanh 250mm, tổng chiều dài xylanh 637 mm Hình ảnh 10 Xylanh thủy lực Bảng Thông số xylanh Testing Pressure Working Pressure Tube Diameter Piston Diameter Rod Diameter Stroke Max working speed 25bar 21bar 63mm 35mm 35mm 150mm 250mm 0.5m/s 5.2.8 Chọn nguồn thủy lực Để thuận lợi cho việc lắp đặt, nhóm chọn bợ nguồn thủy lực hãng Brevini Hình ảnh 11 Bộ nguồn thủy lực hãng Brevini 30 Bảng Thông số nguồn thủy lực Áp suất tối đa 33bar Công suất tối đa 0.5 kW Dung tích tối đa Hình ảnh 12 Bố trí hệ thống kẹp chặt bằng thủy lực 5.2.9 Thiết kế hệ thống thủy lực Hình 5.14 Sơ đồ thủy lực 31 Hình 5.15 Sơ đồ mạch điều khiển Nguyên lý hoạt động - Sau cấp điện cho mạch - Nhấn nút 𝑆1 dịng điện qua khởi đợng từ 𝐾1 Các cuộn hút thường mở 𝐾1 đóng, mạch điện được trì C̣n hút X van phân phối có điện, làm xilanh đẩy trục phía trước - Khi xilanh đẩy hết hành trình cảm biến hành trình 𝐴2 đóng, nhấn nút 𝑆2 khởi đợng từ 𝐾2 có điện ngắt cuộn hút 𝐾2 thường đóng mạch đồng thời trì điện mạch Cuộn hút Y van phân phối có điện đảo chiều hoạt động xilanh, làm chúng thu lại - Khi xilanh thu lại hết hành trình đóng cảm biến hành trình 𝐴1 đóng dẫn đến mạch có điện, khởi động từ 𝐾3 hoạt động ngắt cuộn hút thường đóng 𝐾3 mạch 4, kết thúc chu trình hoạt đợng Ưu điểm: Điều khiển được từ xa, an toàn Nhược: Mạch phức tạp, chi phí cao 5.2.10 Dao Dựa vào sở liệu mục 4.1 bề rợng dây 22mm Từ chọn được dao có bề rợng 24mm để cắt 32 Bảng 5.4 Độ bền kéo loại nhưạ [ III] Dựa vào bảng tra được giới hạn kéo đứt nhựa pp 40Mpa Lực cần thiết để dao chấn đứt vật liệu được tính sau: F=C t τ max Trong C: biên dạng lưỡi dao phần vật liêu cắt (mm) t: bề dày vật liệu cắt (mm) τmax : giới hạn kéo đứt vật liêụ (N/mm2 F= 22.0,3.1,3.0.04=0.343 KN =343N Vậy để cắt đứt dây cần một lực lớn 343N Vậy ta chọn lực cắt 400 N 33 CHƯƠNG 6: MÔ PHỎNG HOẠT ĐỘNG MÁY ĐÓNG KIỆN VÁN XẺ 6.1 Tập vẽ 6.1.1 Bản vẽ lắp 6.1.2 Một số vẽ chi tiết 34 35 36 37 38 6.2 Mô hoạt động máy Bước 1: Vào mơi trường Standard Hình ảnh Vào mơi trường Standard Bước 2: Thiết lập chuyển động mong muốn Hình ảnh Thiết lập chuyển đợng mong muốn 39 Bước 3: Xuất video mơ phỏng Q trình mô phỏng máy đóng kiện ván xẻ bằng phần mềm Inventor Hình ảnh Xuất video mơ phỏng Hình ảnh Hoạt động chính máy 40 CHƯƠNG 7: KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN Trải qua gần tháng triển khai làm đồ án tốt nghiệp nhóm em thực một số nội dung sau: Tìm hiểu mợt số thiết bị có thị trường ; Tìm hiểu, trình bày mợt số sở lý thuyết liên quan; Đề xuất phương án, phân tích, tính tốn, thiết kế phương án chọn; Mơ phỏng hồn thiện được máy đóng kiện ván xẻ Tuy nhiên, thiết bị cịn mợt số khút điểm : • Hệ thống kéo dây, siết dây chưa được ổn định cần nghiên cứu thêm • Cụm bợ phận hàn nhiệt cần phải được nghiên cứu, tính toán thêm các thông số ổn định và chính xác nhằm nâng cao hiệu suất máy và giảm bớt thời gian thực thủ cơng Hướng phát triển • • • • Hoàn toàn tự đợng Có thể đóng kiện nhiều kích cỡ khác Có thể chế tạo và thương mại hóa Tính tốn kĩ phần gia nhiệt làm ng̣i hệ thống để máy được hồn thiện Kết luận : Do thời gian, kinh phí kiến thức chun mơn cịn hạn hẹp nên đồ án nhóm cịn thiếu sót cần khắc phục Tuy nhiên, thông qua việc thực đề tài này, nhóm hy vọng tạo tiền đề cho lần nghiên cứu tiếp theo tương lai 41 TÀI LIỆU THAM KHẢO A Sách tham khảo: [1] GS.TS Trần Văn Địch – PGS.TS Ngơ Trí Phúc (2003), “Sổ tay thép thế giới”, Nhà Xuất Bản Khoa Học Kỹ Thuật [2] Nguyễn Mẫu Đằng (2006), “Cơng nghệ tạo hình kim loại tấm”, Nhà xuất Khoa Học Kỹ Thuật [3] Trịnh Chất – Lê Văn Uyển (2006), “ Tính toán thiết kế hệ thống dẫn động khí tập 1”, Nhà xuất giáo dục [4] TS Văn Hữu Thịnh – TS Nguyễn Minh Kỳ - NXB ĐHQG TPHCM (2016) “ Thiết kế đồ án chi tiết máy” [5] PGS Hà Văn Vui – TS Nguyễn Chí Sáng – ThS Phan Đăng Phong (2006), “Sổ Tay Thiết kế khí” [6] Nguyễn Hữu Lộc – Nhà Xuất Bản Đại Học Quốc Gia TP.HCM (2013) – “Cơ sở Thiết Kế Máy” [7] “ GT Công nghệ chế tạo máy” – Trường đại học SPKT TPHCM – Th Phan Minh Thanh – Hồ Viết Bình (2013) [8] “ Giáo trình máy và thiết bị sản xuất thực phẩm” – TS Lê Ngọc Thụy – Phần 1(2006) B Link tham khảo: [I] https://www.woodsolutions.com.au/wood-species/wood-products/sawn-timber [II] https://frommautomation.com/portfolio/wood/ [III] https://tuanhungphat.vn/tensile-strength/ [IV] http://www.saizarsl.com/en/14/products/automatic-strapping-machines/lumberindustry.php [V] https://strapsolutions.com/industries/lumber-and-panels/ [VI] https://daydaihoanglong.com/san-pham/day-dai-nhua-pp-dai-loan/ [VII] https://hulo.vn/san-pham/xi-lanh-thuy-luc-bore-40mm-iso-6020-2-din-24554/ [VIII ] https://bangkeocaonghe.vn/day-dai-nhua/ [ IX ] https://hulo.vn/san-pham/xi-lanh-thuy-luc-5-tan-73-63d35-mat-bich-mf3-mf4/ [ X ] https://baoanjsc.com.vn/tin-hang/xi-lanh-dien-la-gi_2_1_31381_vn.aspx 42 S K L 0