Báo cáo: Nghiên cứu thiết kế, chế tạo vỏ bình ắc quy tàu điện mỏ bằng vật liệu phi kim loại pptx

BỘ CƠNG THƯƠNG TẬP ĐỒN CƠNG NGHIỆP THAN- KHỐNG SẢN VIỆT NAM VIỆN CƠ KHÍ NĂNG LƯỢNG VÀ MỎ- TKV ***** BÁO CÁO TỔNG KẾT ĐỀ TÀI NCKH TÊN ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU THIẾT KẾ, CHẾ TẠO VỎ BÌNH ẮC QUY TÀU ĐIỆN MỎ BẰNG VẬT LIỆU PHI KIM LOẠI MÃ SỐ: 02NN-07 ThS ĐỖ TRUNG HIẾU 6777 10/4/2008 Hà Nội, 2007 BỘ CƠNG THƯƠNG TẬP ĐỒN CƠNG NGHIỆP THAN – KHỐNG SẢN VIỆT NAM VIỆN CƠ KHÍ NĂNG LƯỢNG VÀ MỎ- TKV BÁO CÁO TỔNG KẾT ĐỀ TÀI NCKH TÊN ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU THIẾT KẾ, CHẾ TẠO VỎ BÌNH ẮC QUY TÀU ĐIỆN MỎ BẰNG VẬT LIỆU PHI KIM LOẠI MÃ SỐ: 02NN-07 THUYẾT MINH BÁO CÁO Cơ quản chủ quản: Bộ Cơng Thương Cơ quan chủ trì: Viện Cơ khí Năng lượng Mỏ -TKV DUYỆT VIỆN CHỦ NHIỆM ĐỀ TÀI Đỗ Trung Hiếu Hà Nội, 2007 DANH SÁCH NHỮNG NGƯỜI THỰC HIỆN TT Họ tên Nghề nghiệp Cơ quan công tác Đỗ Trung Hiếu Thạc sỹ Máy Dụng cụ Viện Cơ khí Năng lượng Công nghiệp Mỏ - TKV Trần Đức Thọ Thạc sỹ Máy Dụng cụ Viện Cơ khí Năng lượng Cơng nghiệp Mỏ - TKV Hồng Văn Vĩ Kĩ sư Chế tạo máy mỏ Viện Cơ khí Năng lượng Mỏ - TKV Đàm Hải Nam Kĩ sư Cơng nghệ Chế tạo Viện Cơ khí Năng lượng máy Mỏ - TKV Nguyễn Đức Toàn Thạc sỹ Máy Dụng cụ Trường Đại học Bách Công nghiệp khoa Hà Nội Vũ Quang Hà Thạc sỹ Công nghệ Chế Công ty TNHH Công tạo máy nghiệp Quang Nam Vương Thế Hà Kỹ sư Cơ khí Phó GĐ Cơng ty CP Cơ khí Ơtơ ng Bí Trương Mậu Đạt Kỹ sư Cơ khí Tr Phịng KCS Cơng ty CP Cơ khí Ơtơ ng Bí Vũ Văn Cơng Kỹ sư Cơng nghệ Chế Tr Phịng KT Cơng ty tạo máy CP Cơ khí Ơtơ ng Bí Mơc lơc Trang CHƯƠNG TỔNG QUAN 1.1 Tình hình sử dụng tàu điện ắc qui mỏ than Việt Nam 1.2 Tình hình nghiên cứu ứng dụng vật liệu phi kim loại CHƯƠNG NGHIÊN CỨU THIẾT KẾ SẢN PHẨM 15 2.1 Nghiên cứu điều kiện làm việc vỏ bình ắc qui 15 2.2 Phân tích lựa chọn kết cấu vật liệu chế tạo sản phẩm 16 2.3 Chọn loại nhựa để chế tạo sản phẩm 17 2.4 Dùng phần mềm ANSYS9.0 tính tốn kết cấu vỏ bình 19 CHƯƠNG TÍNH TỐN THIẾT KẾ KHN 44 3.1 Tìm hiểu khuôn ép nhựa 44 3.2 Xây dựng quy trình thiết kế, chế tạo khuôn ép phun 49 3.3 Ứng dụng phần mềm Moldflow để đánh giá khuôn 63 CHƯƠNG CHẾ TẠO VÀ THỬ NGHIỆM SẢN PHẨM 72 4.1 Quy trình cơng nghệ chế tạo khn 72 4.2 Quy trình cơng nghệ chế tạo vỏ bình 72 4.3 THỬ NGHIỆM SẢN PHẨM 72 CHƯƠNG KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 73 5.1 Kết luận 73 5.2 Kiến nghị 73 Ch−¬ng TỔNG QUAN 1.1 Tình hình sử dụng tàu điện ắc qui mỏ than Việt Nam Để đáp ứng cho nhu cầu sử dụng lượng kinh tế, năm qua ngành Than Việt Nam phát triển mạnh mẽ phát triển mạnh năm Sản lượng than theo quy hoạch trình bày Bảng 1.1 Bảng 1.1: Sản lượng than khai thác theo quy hoạch TT Tên gọi Sản lượng năm (Triệu tấn) 2007 2008 2009 2010 2015 2020 Than nguyên khai 35,33 36,71 40,525 44,64 50,185 54,755 1.1 Lộ thiên 19,77 19,46 19,785 18,57 18,615 18,155 1.2 Hầm lò 15,56 17,25 20,740 26,07 31,570 36,600 Nguồn: Quy hoạch phát triển ngành Than Việt Nam Qua bảng ta thấy sản lượng than tăng nhanh theo năm sản lượng than lộ thiên giảm dần sản lượng than hầm lò tăng mạnh Để đáp ứng tốc độ tăng trưởng sản lượng đòi hỏi ngành than phải đổi mới, đại hố cơng nghệ thiết bị, thực giới hoá đồng khâu dây truyền sản xuất Một khâu quan trọng dây truyền sản xuất than hầm lị khâu vận tải Trong ngành than áp dụng nhiều phương thức vận tải hầm lò như: + Vận tải băng tải; + Vận tải máng cào; + Vận tải Skíp; + Vận tải xe gòong Khi vận tải xe gng có hình thức khác như: Xe goòng kéo cáp, xe goòng kéo đầu tàu điện cần vẹt, xe goòng kéo đầu tàu điện ắc quy Đối với đầu tàu điện ắc quy sử dụng hai loại bình ắc quy ắc quy chì axít ắc quy kiềm Song so với ắc quy chì, ắc quy kiềm có ưu tuyệt đối hẳn tuổi thọ (gấp 10 ÷ 15 lần ắc quy chì thời gian sử dụng) độ an toàn cho người thiết bị (con người không bị bỏng nặng sơ suất; thiết bị khơng bị ăn mịn axít) Bởi ắc quy kiềm đơn vị sử dụng phổ biến Các loại ắc quy dùng Tập đồn Than – Khống sản có xuất sứ từ nhiều nguồn khác Liên Xô (cũ); Ba Lan; Trung Quốc Hiện Cơng ty Cổ phần Cơ khí ơtơ ng Bí đơn vị ngành chế tạo cung cấp loại bình ắc quy tàu điện mỏ Sản lượng chủng loại bình ắc quy tiêu thụ cơng ty Cổ phần Cơ khí Ơtơ ng Bí năm 2006 2007 liệt kê Bảng 1.2 Bảng 1.2: Sản lượng chủng loại bình ắc quy tiêu thụ TT Chủng loại Sản lượng tiêu thụ 2006 2007 Ắc quy kiềm SN300 1500 2000 Ắc quy kiềm SN350 1650 2500 Sản lượng bình ắc quy Cơng ty Cổ phần Cơ khí Ơtơ ng Bí bán chiếm 65 ÷ 70% thị phần ngành Than – Khoáng sản, lực Cơng ty đáp ứng 100% nhu cầu thị trường Tuy nhiên Công ty áp dụng cơng nghệ làm vỏ bình kim loại bọc lớp ủng cao su trước lắp đặt lên đầu tàu điện Để thay vỏ bình ắc quy từ sắt sang vỏ bình nhựa, Viện Cơ khí Năng lượng Mỏ - TKV tiến hành đề tài nghiên cứu thiết kế chế tạo vỏ bình ắc quy tàu điện mỏ vật liệu phi kim loại Kết thành công đề tài chuyển giao cho Công ty Cổ phần Cơ khí Ơtơ ng Bí sản xuất để góp phần phục vụ ngành Than – Khống sản 1.2 Tình hình nghiên cứu ứng dụng vật liệu phi kim loại 1.2.1 Ứng dụng vật liệu phi kim loại giới Trên giới, người ta ứng dụng chất dẻo để thay vật liệu truyền thống từ lâu để sản xuất sản phẩm kỹ thuật, hàng hóa tiêu dùng Hiện chất dẻo kỹ thuật sử dụng nhiều lĩnh vực công nghiệp ôtô, xe máy, điện tử, điện lạnh, chi tiết phụ tùng thiết bị máy móc, thiết bị quang học, lĩnh vực thể thao phục vụ cho nhiều ngành công nghiệp khác Ưu điểm việc gia công sản phẩm kỹ thuật chất dẻo là: có khả sản xuất với sản lượng lớn suất cao; thay đổi nhanh nhiều kiểu dáng khác nhau; sản xuất sản phẩm từ suốt đến nhiều màu sắc; chịu tác động mơi trường hố chất; chịu mài mòn, chịu nhiệt độ; cách điện tốt; sản phẩm nhẹ dễ gia cơng, dễ lắp ráp; giá thành hạ có sức cạnh tranh so với vật liệu truyền thống Hiện nay, giới ứng dụng nhựa thông dụng, chất dẻo kỹ thuật, composite… để chế tạo sản phẩm kỹ thuật phục vụ cho ngành kinh tế Để tăng cường tính, người ta phải gia cường sợi thuỷ tinh khống chất vơ cơ… thường mức gia cường từ 15% đến 60% Các nước có cơng nghiệp hoá dầu tiên tiến sản xuất loại chất dẻo kỹ thuật phù hợp với nhu cầu nước Ví dụ: Polyoximethylene (POM), Polybutylene Terephthalate (PBT), Polythylene Terephthalate (PET), Nylon 6,66 (Poly amide), Polycarbonate (PC) Termo poly urethne (TPU), Poly phenylene (PPS)… Hoặc phối chế loại nhựa kỹ thuật để có hỗn hợp nhựa đáp ứng yêu cầu kỹ thuật phối chế PC với ABS gia cường sợi thuỷ tinh từ 10% đến 20% để có tính ổn định kích thước cao, ổn định có độ bền va đập nhiệt độ thấp (-500C) Ngoài vật liệu nhựa nhiệt dẻo (Thermo plastic), người ta ứng dụng nhựa nhiệt cứng (Thermo Sets) vào gia công chế tạo sản phẩm nhựa kỹ thuật, chúng có độ ổn định lớn, chịu nhiệt, chịu hoá chất, cách điện tốt… so với nhựa nhiệt dẻo, gia cường đặc tính tăng lên nhiều có giá trị mặt kinh tế Trong lĩnh vực gia công chế tạo sản phẩm nhựa kỹ thuật nay, vật liệu Composite ứng dụng nhiều Composite vật liệu tổng hợp từ hai hay nhiều loại vật liệu khác nhau, nhằm mục đích tạo nên vật liệu mới, ưu việt bền so với vật liệu ban đầu Vật liệu Composite Polyme, Kim loại, hợp kim, gốm cacbon Vật liệu cốt Composite khoáng chất, sợi thủy tinh, sợi chất dẻo sợi kim loại, sợi cacbon Composite đáp ứng loạt đòi hỏi cao kỹ thuật đại độ bền cao, nhẹ, chịu nhiệt độ đến 30000C Vật liệu Composite Polyme thay cho kim loại để chế tạo chi tiết máy bay, tên lửa, áo giáp cho cảnh sát, qn đội, ống dẫn dầu khí, hóa chất, vỏ chi tiết ôtô, thiết bị khác ngành chế tạo máy Để nâng cao lý tính giảm trọng lượng, xu hướng dùng sợi cac bon làm cốt cho Polyme ứng dụng phát triển nhanh Composite Polyme sợi cacbon ứng dụng rộng rãi lĩnh vực thể thao, y tế, hàng không… Hiệu vật liệu Composite polyme sợi bon sử dụng việc chế tạo máy bay AN-124 Nga (Số liệu VS TSKH Nguyễn Đình Đức): - Số lượng chi tiết máy bay chế tạo vật liệu Composite Polyme sợi bon: 200 chi tiết phụ tùng - Giảm trọng lượng máy bay: 800kg - Tăng khối lượng vận chuyển: 1108 tấn/km - Tiết kiệm nhiên liệu: 1,2.104 - Giảm mức độ phức tạp chế tạo: 300 % Với tính năng, ưu điểm vậy, mức tiêu thụ nhựa nhiệt dẻo kỹ thuật giới có tốc độ tăng trưởng bình qn hàng năm 7% (theo số liệu hãng Bager) Năm 1972, giới tiêu thụ khoảng 1,2 triệu tấn, năm 2000 tiêu thụ khoảng 8,5 triệu tấn, năm 2006 tiêu thụ khoảng 12 triệu 1.2.2 Ứng dụng vật liệu phi kim loại Việt Nam Ngành gia công chất dẻo Việt Nam phát triển nhanh thời gian qua, bộc lộ số mặt yếu kém: - Các thành phần kinh tế đầu tư vào ngành gia cơng chất dẻo, cịn mang tính tự phát, nên dẫn đến hợp tác, hiệu kinh tế chưa cao, nhiều cân đối cung cầu - Chưa chủ động nguyên liệu đầu vào Hiện nay, nguyên liệu sản xuất nước đáp ứng khoảng 10 % nhu cầu, chủ yếu nhựa PVC - Chưa có sở nghiên cứu, ứng dụng thành tựu khoa học kỹ thuật ngành chuyên ngành - Sử dụng loại chất dẻo có nhiều để sản xuất sản phẩm kỹ thuật cao cấp, thay vật liệu truyền thống thấp Từ năm đầu thập kỷ 90, chất dẻo kỹ thuật thức sử dụng Việt Nam để chế tạo bánh răng, gối đỡ đồng hồ đo nước đồng hồ đo điện, lẫy bút bi (POM), chi tiết phụ tùng máy dệt (PA) vỏ quạt, đồ điện (ABS), ống phụ tùng cấp thoát nước PVC Trong năm qua, việc sử dụng nhựa nhiệt dẻo kỹ thuật để gia công chế tạo chi tiết phụ tùng phục vụ cho việc lắp ráp sản phẩm điện, điện tử, điện lạnh, xe hơi, xe máy, bưu viễn thơng cịn q nhỏ bé Chỉ đến năm 2000, việc đẩy mạnh tỷ lệ nội địa hoá sản phẩm kỹ thuật, đặc biệt nội địa hóa xe máy, nên tỷ trọng nhựa kỹ thuật đẩy lên đến 25% (Sản phẩm nhựa kỹ thuật cao, năm 1992 đạt 500 tấn, 5%; năm 2000 đạt 30.000 tấn, 25%) Một chiến lược phát triển công nghiệp Nhựa Việt Nam tăng dần tỷ trọng sản phẩm nhựa kỹ thuật phục vụ công nghiệp, trước hết công nghiệp ôtô, xe máy, điện tử, điện lạnh, phụ tùng chi tiết thiết bị máy móc Hiện nay, có hàng chục hãng sản xuất xe danh tiếng giới đầu tư lắp ráp xe với mục đích đến năm 2005, nâng tỷ trọng nội địa hố 25% Ngành cơng nghiệp lắp ráp xe máy phát triển mạnh với tỷ lệ nội địa hoá đạt 40 - 50 % Bên cạnh đó, cần thoả mãn chi tiết nhựa triệu TV, triệu máy vi tính khoảng triệu điện thoại hàng năm Tại thời điểm này, vật liệu Composite tiêu thụ Việt Nam khoảng 5.000 tấn/năm Composite dùng phổ biến để sản xuất mặt hàng gia dụng bàn, ghế, bồn tắm, đồ chơi sản phẩm công nghiệp thuyền bè, canơ, bồn chứa hố chất Một sở sản xuất lớn sản phẩm Composite Công ty TNHH Kiên Giang chuyên sản xuất canô, xuồng, ghe, bồn chứa nước, bồn thực phẩm, cống thủy lợi sản phẩm công nghiệp ô tô Chất lượng sản phẩm nhựa nói chung sản phẩm nhựa kỹ thuật nói riêng phụ thuộc vào yếu tố: Ngun liệu nhựa; Máy móc thiết bị; Khn đúc; Cơng nghệ Do đó, để có ngành công nghiệp nhựa tiên tiến, đủ sức cạnh tranh thị trường khu vực quốc tế, ngành Nhựa cần phải có điều kiện tối thiểu để chủ động sản xuất chế tạo, chí yếu tố này, đặc biệt nguyên liệu khuôn đúc Chắc chắn làm vậy, ngành nhựa kỹ thuật cao nước ta phát triển với tiềm vốn có thị trường lực sản xuất, ngành có tay nhiều thiết bị công nghệ tiến tiến đại, thị trường rộng lớn với 83 triệu dân nước khoảng 600 triệu dân khu vực ASEAN 1.2.3 Tình hình nghiên cứu sản xuất vật liệu nhựa Sản lượng ngành nhựa Việt Nam năm gần tăng mạnh nhu cầu xã hội sản phẩm nhựa ngày lớn thị hiếu người tiêu dùng thích đa dạng hóa mẫu mã nâng cao mức độ tiện ích đồ gia dụng, tính số sản phẩm nhựa cơng nghiệp bền rẻ Một phần nguyên nhân tăng trưởng doanh nghiệp nhựa có kế hoạch đầu tư đắn phù hợp với nhu cầu thực tế thể qua hoạt động doanh nghiệp nghiên cứu thị trường, định hướng chun mơn hóa sản phẩm, khơng sản xuất đại trà nhiều ngành hàng Hình - 15: Thiết kế hệ thống đẩy cho khn thân bình * Bước 13: Lựa chọn chốt dẫn hướng bạc dẫn hướng Hình - 16: Chốt dẫn hướng bạc định vị cho khn nắp bình Hình - 17: Chốt dẫn hướng bạc dẫn hướng khn thân bình * Bước 14: Bố trí hệ thống khí Vì loại khn có mặt phân khn mặt phẳng hầu hết chốt đẩy nằm mặt phân khn nên ta thực lắp hở chốt đẩy với cối khuôn để tạo khoảng hở đủ cho khí tránh bị rỗ khí cho sản phẩm mặt khác phải đảm bảo cho nhựa khơng lọt vào khoảng trống * Bước 15: Xác định phần tử lắp ghép Các phần tử cho lắp ráp bao gồm bạc, đệm lót, loại đai ốc, bulông chọn theo tiêu chuân khí * Bước 16: Xuất vẽ kỹ thuật, vẽ lắp hai khuôn (xem phần vẽ) 3.3 Ứng dụng phần mềm Moldflow để đánh giá khuôn 3.3.1 Tổng quan Hiện với với đời CAE - viết tắt Computer Aided Engineering - cho phép người thiết kế chế tạo khuôn rút ngắn thời gian thiết kế chi phí sản xuất khuôn Với trợ giúp CAE ,việc thử khuôn tiến hành mơ hình máy tính Điều giúp cho người thiết kế tiết kiệm thời gian chi phí thử khn Q trình thử lại thực tế chủ yếu để đánh giá lại thông số kỹ thuật khuôn Chúng ta thấy hai sơ đồ đây: Hình - 18: Trình tự thiết kế, chế tạo khn cổ điển Hình - 19: Trình tự thiết kế, chế tạo khn với trợ giúp CAE Có thể thấy, sơ đồ cổ điển, việc thử khuôn tiến hành sau chế tạo xong khuôn q trình thử cần phải tiến hành khn thật Cịn sơ đồ có trợ giúp CAE trên, việc thử khuôn thực trước chế tạo khuôn việc thử tiến hành mơ hình máy tính Điều giúp cho người thiết kế tiết kiệm thời gian chi phí thử khn Q trình thử lại thực tế chủ yếu để đánh giá lại thông số kỹ thuật khn Tất nhiên, thấy kết tính tốn phụ thuộc nhiều vào điều kiện đầu vào mà người sử dụng cung cấp cho máy tính Thường số liệu đầu vào không sát với thực tế nên kết tính tốn khơng thật xác 100% Tuy nhiên, kết cho biết tranh tổng quan tồn q trình hình thành sản phẩm nhựa lịng khn giúp tránh sai sót khơng đáng kể thiết kế khuôn Một số phần mềm CAE thông dụng dùng thiết kế khuôn - Modex 3D - Moldflow… Các tính chất phần mềm CAE sau: Mơ phân tích tồn q trình phun nhựa máy tính Cho phép việc thiết kế khuôn dựa điều kiện nhiệt độ, áp suất, độ co ngót, thơng số máy… Giải vướng mắc tồn trình thiết kế ép phun nhựa thực tế Với tính chất ưu việt trên, giúp đỡ nhiều cho doanh nghiệp chuyên thiết kế khuôn nhựa Nó tìm sai sót thiết kế khn; Giảm chi phí thiết kế khn Chính vậy, mà có nhiều doanh nghiệp chuyên thiết kế khuôn nhựa lựa chọn phần mềm CAE công cụ hữu hiệu để giải vấn đề hay gặp khó giải q trình ép phun nhựa là: - Dự đốn lỗi đường hàn – Weldline - Dự đoán lỗi rỗ khí-Airtrap - Dự đốn lỗi dịng chảy bất thường có khả xẩy - Dự đoán thời gian làm mát Đưa giải pháp, giải vấn đề gặp phải chỉnh lại kết cấu không hợp lý khuôn, giải pháp kênh làm mát để giải vấn đề cong vênh co ngót, vấn đề thông sô máy vật liệu không hợp lý… 3.3.2 Ứng dụng Moldflow Plastics Insight 3.0 kiểm tra khuôn Phần mềm Moldflow bao gồm hai phần lớn: - Part Adviser: Dùng để định lượng vị trí phun, vị trí làm mát - Plastics Insight: Dùng để định tính thời gian điền đầy, thời gian làm mát, áp suất phun lớn máy, vận tốc phun… Tuy nhiên, thơng qua phân tích phần Pastics Insight, ta hồn tồn biết vị trí vịi phun hợp lý, vị trí hệ thống làm mát hợp lý Nên ta xét phần Plastics Insight Các module Moldflow Plastics Insiht 3.0(MPI) gồm: MPI/Flow: Dùng để phân tích q trình điền đầy khn Lý thuyết điền đầy tính tốn dựa kết qủa áp suất nhiệt độ Khi ta quan sát thấy kết phân tích phần chi tiết có màu đỏ mầu vàng thì, ta phải xem cẩn thận kết áp suất nhiệt độ để xác định xem lại Sự ảnh hưởng nhiệt độ áp suất hình Temp T1 = Nhiệt độ nơi chất lỏng không chảy đến T4 = Nhiệt độ đầu phun = Áp suất lớn đầu phun Pressure Drop * Xét ảnh hưởng nhiệt độ: Nhiệt độ hình sử dụng, nhiệt độ nơi mà chất lỏng không chảy đến (T1) nhiệt độ đầu phun (T4) Các nhiệt độ khác hai nhiệt độ xác định từ khác T1 T4 Sự khác chia thành phần khác hình vẽ T2 nhiệt độ có 20% T1; T3 40% T1 * Xét ảnh hưởng áp suất: Tại chỗ sản phẩm áp suất lớn 80% Pmax nhiệt độ điểm nằm T3 va T4 chất lượng điền đầy tốt Khi ta phân tích điền đầy sản phẩm điền đầy biểu thị màu chi tiết, ví dụ sau: Các màu khác sản phẩm biểu thị sau: A: willdefinitely fill B: may be difficult to fill or may have quality problems C: will be difficult to fill or will have quality problems D: will not fill (short shot) Khi lịng khn khơng điền đầy hết phải thay đổi cách sau: • Cho lại vị trí phun • Chọn loại nhựa khác • Chọn thông số khác máy: áp suất phun, nhiệt độ phun Tuy nhiên, để đảm bảo chất lượng tốt kết cấu khuôn phải đảm bảo Nếu tất chuyến sang màu xanh: Sự chảy dễ ràng ta chấp nhận giả pháp Nếu có vài màu vàng: Chất lượng điền đầy khơng tốt lắm, lượng mầu vàng tăng khó điền đầy Nếu có vài màu vàng màu đỏ: Thì khó để điền đầy, chất lượng khơng thể chấp nhận Nếu có mầu suốt: Khơng thể điền đầy khn * Phân tích rỗ khí: Hiện tượng rỗ khí sảy nơi có gặp hai hay nhiều dòng chảy Chúng biểu diễn cầu hình cầu bề mặt chi tiết * Phân tích đường hàn: Đường hàn sảy hai dòng chảy gặp nhau, chúng miêu tả đường màu đỏ bề mặt MPI/Packing: Dùng để tính tốn thời gian đơng đặc nhựa lịng khn, xem xét áp suất cần thiết để giữ áp Kết q trình phân tích cho ta biết thơng số sau: • Thời gian đơng đặc (thời gian giữ áp) • Áp suất lớn vịi phun • Lực kẹp khn lớn Các kết sử dụng để • Tính tốn thời gian chu kỳ • Lựa chọn áp suất máy • Tính lực kẹp khn cần thiết MPI/Cooling: Dùng để lựa chọn vị trí làm mát hợp lý đồng thời dùng để xác định thời gian làm mát Màu sắc kết cho ta biết chênh lệch nhiệt độ so với giá trị chung bình Màu đỏ nhiệt độ vùng cao nhiệt độ trung bình cịn màu xanh nhiệt độ vùng thấp nhiệt độ trung bình Trong q trình phân tích ta cần quan tâm đến hai thông số - Surface Temperature Variance result: cho ta kết chênh lệch nhiệt độ bề mặt so với nhiệt độ trung bình Surface Temperature Variance Result ảnh hưởng hình dáng chi tiết Tuy nhiên, chiều dầy ảnh hưởng đến cách mà vật liệu nguội nên kiểm tra Freeze Time Variance Result - Freeze Time Variance Result: Giống phân tích Surface Temperature Variance Result, điều cho ta biết khoảng thời gian làm nguội liên quan đến thời gian làm nguội trung bình vật thể Kết phân tích cho ta biết chênh lệch thời gian cần thiết mà vật liệu làm mát vùng sản phẩm từ thời gian làm mát trung bình cho toàn vật thể Vùng mà in giá trị dương (màu đỏ) cần thời gian nhiều để làm mát so với thời gian trung bình Và vùng mà in với giá trị âm (màu xanh) nhanh nguội Tốc độ nguội phụ thuộc vào độ dầy mỏng sản phẩm Vùng mỏng nguội nhanh vùng dầy Kết trình phân tích q trình làm mát: • Vị trí làm mát phù hợp hay chưa • Thời gian làm mát MPI/Warpage: Dùng để kiểm tra độ cong vênh Sau đây, ta kiểm tra lại khả điền đầy hai khuôn thiết kế phần CIMATRON 3.3.2.1 Kiểm tra lại bố trí vị trí vịi phun khn Ở đây, ta lựa chọn máy có thơng số sau: • Áp suất vịi phun lớn máy: 300MPa • Thời gian điền đầy khn 10s • Nhiệt độ lịng khn:400C • Thời gian làm nguội: 20s Kiểm tra lại điền đầy a Đối với sản phẩm nắp bình Hình - 20: Kết điền đầy nắp bình Nhìn vào hình - 20 ta thấy với việc bố trí hai vị trí vịi phun nhựa hồn tồn điền đầy lịng khn Thời gian điền đầy 3,242s Kết luận: Đặt vòi phun hai vị trí phần mềm Cimatron hợp lý b Đối với sản phẩm thân bình Hình - 21: Kết điền đầy thân bình Nhìn vào hình – 21 ta thấy việc bố trí vịi phun hợp lý, nhựa điền đầy lịng khn Thời gian điền đầy 7,646s Kết luận: Bố trí vị trí vòi phun thiết kế phần mềm CIMATRON hoàn toàn hợp lý Kết cong vênh Ở kiểm tra cong vênh nắp bình Nhìn vào kết phân tích ta thấy nắp bình bị cong vênh khoảng 0,77mm Giá trị nhỏ nhiều so với kích thước nên ta chấp nhận Hình - 22: Kết cong vênh sản phẩm nắp bình Ch−¬ng CHẾ TẠO VÀ THỬ NGHIỆM SẢN PHẨM 4.1 Quy trình cơng nghệ chế tạo khn Như trình bày chương 3, khn mẫu thiết kế ứng dụng phần mềm Cimatron Ở phần mềm đảm nhiệm từ khâu tính toán thiết kế ⇒ Xuất vẽ chế tạo sản phẩm ⇒ Xuất code mã NC ⇒ Kết nối với máy gia công CNC để gia công sản phẩm Toàn chi tiết quan trọng, khuôn gia công máy CNC đảm bảo xác, đạt yêu cầu kỹ thuật Trong phần phụ lục trình bày số nguyên cơng quy trình cơng nghệ gia cơng máy CNC 4.2 Quy trình cơng nghệ chế tạo vỏ bình Quy trình cơng nghệ chế tạo vỏ bình ắc quy bao hàm q trình thiết kế khn mẫu phần mềm Cimatron ví dụ như: chọn máy ép phun; chọn nhựa; đặt vị trí vịi phun; kiểm tra độ điền đầy khuôn Như sau hồn thành chế tạo khn ép, nhóm đề tài tiến hành lắp khuôn lên máy ép lựa chọn tiến hành ép sản phẩm vỏ bình 4.3 THỬ NGHIỆM SẢN PHẨM Đề tài tiến hành chế tạo 50 sản phẩm vỏ bình ắc quy nhựa PE Sau chế tạo nhóm đề tài tiến hành thử nghiệm cơ, lý tính sản phẩm có so sánh với mẫu sản phẩm Trung Quốc Qua phân tích, thử nghiệm cho thấy tiêu thử nghiệm tương đương với tiêu phân tích, thử nghiệm từ mẫu Trung Quốc (các mẫu phân tích thử nghiệm đóng kèm phần phụ lục báo cáo này) Sau tiến hành phân tích, thử nghiệm lý tính sản phẩm, nhóm đề tài tiến hành đưa sản phẩm thử nghiệm công nghiệp Cơng ty Cổ phần Cơ khí ơtơ ng Bí (các văn liên quan đến thử nghiệm cơng nghiệp đóng phụ lục kèm theo báo cáo này) Ch−¬ng KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 5.1 Kết luận Đề tài “Nghiên cứu thiết kế, chế tạo vỏ bình ắc quy tàu điện mỏ vật liệu phi kim loại” nhóm đề tài triển khai đạt kết năm 2007 Đề tài thực nội dung nghiên cứu đăng ký theo bước từ lựa chọn đối tượng nghiên cứu, đến tính tốn thiết kế, chế tạo thử nghiệm sản phẩm với kết đạt nêu báo cáo Qua trình nghiên cứu, đề tài đưa số kết luận sau: - Việc thay vỏ bình ắc quy kim loại vỏ bình nhựa cần thiết, đảm bảo an tồn lao động tính kinh tế (do tăng độ bền) - Đề tài áp dụng công cụ phần mềm tiên tiến để thiết kế, chế tạo khuôn mẫu Đảm bảo rút ngắn thời gian thiết kế, chế tạo, tăng tính xác sản phẩm - Các khn mẫu đề tài chế tạo đảm bảo độ xác, độ bền sử dụng để ép vỏ bình nhựa phục vụ cho việc thay vỏ bình ắc quy kim loại thời gian trước mắt lâu dài (độ bền 10.000 sản phẩm) - Sản phẩm vỏ bình sau chế tạo thử nghiệm thơng số cơ, lý tính đảm bảo tương đương với sản phẩm nhập ngoại Đây sở để tiến hành lắp đặt thử nghiệm công nghiệp 5.2 Kiến nghị Sản phẩm đề tài có ý nghĩa thực tiễn, thay vỏ bình kim loại vỏ bình nhựa nhằm đảm bảo an tồn lao động, nâng cao hiệu kinh tế đơn vị chế tạo bình ắc quy tàu điện Nhóm đề tài kính đề nghị - Cho phép đề tài nghiệm thu cấp; - Tập đồn Cơng nghiệp Than – Khoáng sản Việt Nam cho phép sản phẩm đề tài áp dụng vào sản xuất hình thức chuyển giao cơng nghệ Viện Cơ khí Năng lượng Mỏ - TKV với Công ty Cổ phần Cơ khí Ơtơ ng Bí LỜI CÁM ƠN Thực hợp đồng NCKH công nghệ số 39.07.RD/HĐ-KHCN với đề tài “Nghiên cứu thiết kế, chế tạo vỏ bình ắc quy tàu điện mỏ vật liệu phi kim loại” ký Bộ Công nghiệp (nay Bộ Công thương) Viện Cơ khí Năng lượng Mỏ - TKV (ngày 25 tháng 01 năm 2007), nhóm đề tài tiến hành nghiên cứu thiết kế, chế tạo sản phẩm theo nội dung nghiên cứu đề cương Trong q trình triển khai đề tài, nhóm đề tài nhận giúp đỡ cần thiết mặt Vụ KHCN Bộ Công thương Lãnh đạo Viện Cơ khí Năng lượng Mỏ - TKV, tạo điều kiện thuận lợi cho thành viên nhóm đề tài triển khai bước nghiên cứu đưa định hướng xác đáng góp phần đẩy nhanh tiến độ đề tài, nâng cao chất lượng, hiệu công việc Đề tài nhận phối hợp chặt chẽ giúp đỡ tận tình quan phối hợp việc nghiên cứu thiết kế, chế tạo thử nghiệm sản phẩm như: Công ty Cổ phần Cơ khí Ơ tơ ng Bí; Trường Đại học Bách khoa Hà Nội; Công ty TNHH Công nghiệp Quang Nam Các đồng nghiệp Viện, chuyên gia, nhà sản xuất ngồi ngành có đóng góp tích cực q trình hồn thiện đề tài Thay mặt nhóm đề tài, tơi xin chân thành cảm ơn Vụ, Ban, Ngành, Đơn vị chủ quản chuyên gia, đồng nghiệp hợp tác, giúp đỡ nêu mong muốn tiếp tục nhận ý kiến xây dựng nhằm phát triển ứng dụng kết đề tài vào thực tế sản xuất TÀI LIỆU THAM KHẢO Thiết kế khuôn cho sản phẩm nhựa - TS Vũ Hồi Ân - Viện Máy Dụng cụ Cơng nghiệp, 2004 Hướng dẫn sử dụng Ắc quy Kiềm sắt – Niken – Nhà máy Cơ khí Ơtơ ng Bí Cơng nghệ CAD/CAM/CIMATRON - GS Bành Tiến Long nnk - Nhà xuất KHKT – Hà Nội, 2002 Thiết kế khí với AUTODESK INVENTOR.10; CIMATRON 6.0 - Quang Huy - Trường Thuỵ - Hoàng Dũng, Nhà xuất giao thông vận tải, 2005 ANSYS & Mô số công nghiệp phần tử hữu hạnPGS.TS.Nguy ễn Việt Hùng; PGS.TS.Nguyễn Trọng Giảng, Nhà xuất khoa học kỹ thuật, 2004 Sổ tay Công nghệ Chế tạo máy, tập + + - GS Nguyễn Đắc Lộc nnk - Nhà xuất KHKT, 2000 Quy hoạch phát triển ngành Than Việt Nam giai đoạn 2006 - 2015 có xét triển vọng 2025 - Công ty Cổ phần Đầu tư Mỏ Công nghiệp, 2006 Mold Design Fundamentals - Core Tech System Plastics Fundamentals - Core Tech System 10 Moldflow Plastics Insight 3.0 Hình ảnh sản phẩm lắp ráp thử nghiệm ... KHÍ NĂNG LƯỢNG VÀ MỎ- TKV BÁO CÁO TỔNG KẾT ĐỀ TÀI NCKH TÊN ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU THIẾT KẾ, CHẾ TẠO VỎ BÌNH ẮC QUY TÀU ĐIỆN MỎ BẰNG VẬT LIỆU PHI KIM LOẠI MÃ SỐ: 02NN-07 THUYẾT MINH BÁO CÁO Cơ quản chủ... goòng kéo đầu tàu điện cần vẹt, xe goòng kéo đầu tàu điện ắc quy Đối với đầu tàu điện ắc quy sử dụng hai loại bình ắc quy ắc quy chì axít ắc quy kiềm Song so với ắc quy chì, ắc quy kiềm có ưu... làm vỏ bình kim loại bọc lớp ủng cao su trước lắp đặt lên đầu tàu điện Để thay vỏ bình ắc quy từ sắt sang vỏ bình nhựa, Viện Cơ khí Năng lượng Mỏ - TKV tiến hành đề tài nghiên cứu thiết kế chế tạo