Hoạt động của sinh viên Nội dung 1: Phân tích nhiệm vụ thiết kế - Thiết lập danh sách yêu cầu Nội dung 2: Thiết kế sơ bộ - Xác định các vấn đề cơ bản - Thiết lập cấu trúc chức năng - Phá
lOMoARcPSD|39150642 BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI KHOA CƠ KHÍ - BÀI TẬP LỚN HỌC PHẦN: THIẾT KẾ HỆ THỐNG CƠ ĐIỆN TỬ Đề tài: Thiết kế sản phẩm cơ điện tử “Khoan điện cầm tay” Giáo viên hướng dẫn: Th.S: Nhữ Quý Thơ Sinh viên thực hiện: Đinh Văn Minh 2021608823 Nguyễn Văn Duy 2021608854 Lớp: Quách Huy Đức 2021608835 Khoa: Cơ Điện tử Cơ khí – K16 Hà Nội – 2022 Downloaded by ANH BACH (bachvan15@gmail.com) lOMoARcPSD|39150642 PHIẾU HỌC TẬP CÁ NHÂN/NHÓM I Thông tin chung 1 Tên lớp: ME6061001 Khóa: 16 2 Tên nhóm: N07 3 Thành viên: Đinh Văn Minh MSV: 2021608823 Nguyễn Văn Duy MSV: 2021608854 - Quách Huy Đức MSV: 2021608835 - - II Nội dung học tập 1 Tên chủ đề: Thiết kế sản phẩm cơ điện tử: Khoan điện cầmtay 2 Hoạt động của sinh viên Nội dung 1: Phân tích nhiệm vụ thiết kế - Thiết lập danh sách yêu cầu Nội dung 2: Thiết kế sơ bộ - Xác định các vấn đề cơ bản - Thiết lập cấu trúc chức năng - Phát triển cấu trúc làm việc - Lựa chọn cấu trúc làm việc Nội dung 3: Thiết kế cụ thể - Xây dựng các bước thiết kế cụ thể - Tích hợp hệ thống - Phác thảo sản phẩm bằng phần mềm CAD và/hoặc bằng bản vẽ phác Áp dụng các công cụ hỗ trợ: Mô hình hóa mô phỏng, CAD, HIL,… để thiết kế sản phẩm 3 Sản phẩm nghiên cứu: Báo cáo thu hoạch bài tập lớn III Nhiệm vụ học tập 1 Hoàn thành bài tập lớn theo đúng thời gian quy định (từ ngày 19/112022 đến ngày 24/12/2022) 2 Báo cáo sản phẩm nghiên cứu theo chủ đề được giao trước hội đồng đánh giá Downloaded by ANH BACH (bachvan15@gmail.com) lOMoARcPSD|39150642 IV Học liệu thực hiện tiểu luận, bài tập lớn, đồ án/dự án 1 Tài liệu học tập: Bài giảng môn học thiết kế hệ thống cơ điện tử và các tài liệu tham khảo 2 Phương tiện, nguyên liệu thực hiện tiểu luận, bài tập lớn, đồ án/dự án (nếu có): Máy tính KHOA/TRUNG TÂM GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN TS Nguyễn Anh Tú ThS Nhữ Quý Thơ Downloaded by ANH BACH (bachvan15@gmail.com) lOMoARcPSD|39150642 Lời mở đầu Trong những năm gần đây ngành Cơ Điện tử có những bước phát triển vượt bậc, việc ứng dụng các sản phẩm cơ điện tử vào sản xuất ngày càng phổ biến giúp nâng cao năng suất lao động và hạ giá thành sản phẩm Song song với quá trình phát triển đó là yêu cầu ngày càng cao về độ chính xác, tin cậy, khả năng làm việc trong môi trường khắc nghiệt với thời gian dài của các hệ thống cơ điện tử Vì vậy việc nghiên cứu và thiết kế các hệ thống cơ điện tử để đáp ứng được yêu cầu trên là việc làm cần thiết Sự phát triển của hệ thống cơ điện tử là sự phát triển của các ngành kỹ thuật điện tử, công nghệ thông tin, ngành kỹ thuật điều khiển và tự động hoá đã và đang đạt được nhiều tiến bộ mới Học phần Thiết kế hệ thống Cơ Điện tử được đưa vào giảng dạy với mục đích giúp sinh viên có kiến thức và tư duy trong việc lập kế hoạch công việc theo trình tự hợp lý để có thể thiết kế được một hệ thống cơ điện tử hoạt động ổn định, tối ưu và hiệu quả Học phần cũng rèn luyện cho sinh viên khả năng tư duy hệ thống, kỹ năng làm việc nhóm và kiến thức về nhiều mảng khác nhau, giúp ích cho học tập và công việc sau này Sau quá trình học tập và tự tìm hiểu về học phần, nhóm sinh viên đã lựa chọn và hoàn thành báo cáo bài tập lớn với đề tài: Thiết kế sản phẩm cơ điện tử “Máy khoan điện cầm tay” Đây là một đề tài hay và có tính ứng dụng cao trong đời sống đồng thời cũng là cơ sở cho những nghiên cứu và sản phẩm sau này của sinh viên Downloaded by ANH BACH (bachvan15@gmail.com) lOMoARcPSD|39150642 CHƯƠNG 1: NỘI DUNG THIẾT KẾ 1 Máy khoan điện a) Lịch sử ra đời: Vào khoảng 7.500-9.000 năm trước, Việc sử dụng các mũi khoan đã được lan rộng khắp Châu Âu, Châu Phi, Châu Á và Bắc Mỹ, trong thời cổ đại và vẫn được sử dụng ngày nay Qua nhiều năm, có rất nhiều sự thay đổi nhỏ trong việc khoan đã được phát triển cho nhiều mục đích khác nhau của việc sử dụng hoặc là khoan qua vật liệu hoặc tạo ra lửa Các máy khoan rút lõi được xây dựng ở Ai Cập cổ đại 3000 trước Công nguyên (5016 năm trước bây giờ) Các khoan dây cung được phát minh trong La Mã lần Nó bao gồm trục chính thẳng đứng bằng một miếng gỗ ngang và một bánh đà để duy trì độ chính xác và động lực Đây là một hình thức khoan sử dụng việc tay xoay 1 trục đã được sử dụng trong nhiều thế kỷ Những tiến bộ lớn tiếp theo trong công nghệ khoan, động cơ điện , đã dẫn đến việc phát minh ra máy khoan điện Nó được trao cho Arthur James Arnot và William Blanch Brain của Melbourne , Úc, người đã được cấp bằng sáng chế cho việc khoan điện vào năm 1889 Năm 1895, chiếc máy khoan cầm tay đầu tiên được tạo ra bởi anh em Wilhem & Carl Fein của Stuttgart , Đức Năm 1917, máy khoan có thêm chức Downloaded by ANH BACH (bachvan15@gmail.com) lOMoARcPSD|39150642 năng búa, đập, máy khoan búa đã được Black & Decker cấp bằng sáng chế Đây là thời điểm bắt đầu thời kỳ khoan Trong thế kỷ qua, máy khoan điện đã được tạo ra trong nhiều loại và nhiều kích cỡ cho những mục đích sử dụng cụ thể Qua nhiều giai đoạn phát triển và cải tiến, hiện nay máy khoan điện cầm tay đã được hoàn thiện với nhiều chức năng đa dạng hơn Sử dụng trong nhiều lĩnh vực khác nhau, sau đây là một số mẫu máy khoan điện cầm tay trên thị trường: b) Một số ứng dụng và chức năng của máy khoan điện cầm tay Chức năng khoan thông thường: Động cơ chỉ tạo lực momen xoắn làm xoay mũi khoan, mũi khoan xoay tạo lực khoan xuyên thủng bề mặt vật muốn khoan Chức năng khoan búa xoay: Với chức năng này một chiếc máy khoan sẽ tăng cường sức mạnh lên rất rất nhiều bởi ngoài lực Momen xoắn (M), máy khoan còn tạp ra một áp lực (lực đập) đồng thời (F) theo hướng doch trục mũi khoan, chính vì thế mà vật cần khoan bị phá hủy nhanh hơn rất nhiều Chức năng đục: với chức năng này, máy khoan sẽ biến thành một chiếc máy đục, với chức năng đục, phá hủy vật cứng thông qua tác dụng một lực ra vào liên tục Downloaded by ANH BACH (bachvan15@gmail.com) lOMoARcPSD|39150642 theo phương dọc trục mũi khoan, có thể phá hủy vật liêu cứng như xi măng, bê tông,… 2 Thiết lập danh sách yêu cầu Trước khi bắt đầu phát triển sản phẩm, cần phải làm rõ được nhiệm vụ thiết kế một cách chi tiết Việc phân tích nhiệm vụ thiết kế trải qua các bước cơ bản sau: Nhóm 7 Danh sách yêu cầu cho khoan 11/10/2022 D điện cầm tay Chịu trách Thay đổi Yêu nhiệm W cầu D D Kích thước D Chiều cao tổng thể: 250 W (mm) Tiết diện khung máy D W - Chiều dài: 190 (mm) - Chiều rộng: 55 (mm) - Khung máy chắc chắn, chịu được va đập tương đối Động học Động cơ - Tốc độ quay: 500 đến 2000 RPM - Động cơ hoạt động ổn định Bánh răng - Bánh răng chuyển số tăng momen xoắn và thay đổi tốc độ động cơ Trọng lượng Downloaded by ANH BACH (bachvan15@gmail.com) lOMoARcPSD|39150642 D - Trọng lượng tổng thể: 2,3 kg – 3,5 kg Khối lượng khung máy: 0,8 kg Thiết bị điện D Bộ điều khiển: - Motor : Động cơ không chổi than D Bảo vệ động cơ và các thiết bị điện - Chống ngắn mạch động cơ D - Ngắt điện khi động cơ quá tải Tản nhiệt và làm mát D - Dùng cánh quạt hút hơi lỏng ra ngoài D Thiết bị đèn báo W - Phải có đèn báo đang hoạt động, đang dừng hay đang lỗi - Đèn báo dung lượng pin D - Đèn báo chế độ của máy Kiểm soạt quá tải Downloaded by ANH BACH (bachvan15@gmail.com) lOMoARcPSD|39150642 - Có thiết bị hạn chế quá tải - Ngăn không cho máy hoạt động khi quá tải - Tín hiệu đèn và khi quá tải Mọi thao tác chuyển bị loại bỏ Tín hiệu Đầu vào : - Nút nhấn tín hiệu khởi động - Cần gạt chuyển chế độ - Cần gạt đảo chiều Đầu ra: - Tín hiệu đèn báo hiển thị - Đèn cảnh báo Còi cảnh báo D Thiết bị an toàn - Có hệ thống dừng khẩn cấp W - Có hướng dẫn sử dụng an toàn - Sử dựng vật liệu thân thiện với D môi trường Có hệ thống bảo vệ quá dòng, quá áp Vận hành - Có sách hướng dẫn vận hành D và cài đặt máy - Hộp đựng tiện dụng khi di W chuyển Downloaded by ANH BACH (bachvan15@gmail.com) lOMoARcPSD|39150642 W Lắp ráp - Dễ dàng thay thế , lắp đặt các W thành phần vào mạch - pin lắp với than máy dễ dàng D bằng khớp W W - Kết nối các bộ phận cơ khí, D điện chắc chắn, an toàn W - Mũi khoan thay thế dễ dàng bằng đầu kẹp - Khả năng bắt vít, đục bê tông, chế độ kẹp mũi khoan Dễ dàng tháo lắp mũi khoan, có hộp đựng mũi khoan Downloaded by ANH BACH (bachvan15@gmail.com)