Thiết kế kỹ thuật máy phủ chất kết dính vào foam PU chế tạo vỏ bọc ghế xe

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG KHOA CƠ KHÍ 0o0 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ KỸ THUẬT MÁY PHỦ CHẤT KẾT DÍNH VÀO FOAM PU CHẾ TẠO VỎ BỌC GHẾ XE Giảng viên hướng dẫn : PGS.TS ĐẶNG XUÂN PHƯƠNG Sinh viên thực : VÕ MINH THUẬN Mã số sinh viên : 56130142 Khánh Hòa, 2018 TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG KHOA CƠ KHÍ BỘ MƠN CHẾ TẠO MÁY 0o0 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ KỸ THUẬT MÁY PHỦ CHẤT KẾT DÍNH VÀO FOAM PU CHẾ TẠO VỎ BỌC GHẾ XE GVHD : PGS.TS ĐẶNG XUÂN PHƯƠNG SVTH : VÕ MINH THUẬN MSSV : 56130142 Khánh Hòa,7 - 2018 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan số liệu kết nghiên cứu đề tài xác chƣa đƣợc sử dụng để bảo vệ học vị Mọi giúp đỡ cho việc thực đề tài đƣợc cảm ơn thông tin số liệu sử dụng phân tích tính tốn đồ án đƣợc rõ, nguồn gốc rõ ràng đƣợc phép công bố theo quy định Nha Trang, ngày 07 tháng 07 năm 2018 Sinh viên thực Võ Minh Thuận i LỜI CẢM ƠN Để hoàn thành đồ án tốt nghiệp “ Thiết kế kỹ thuật máy phủ chất kết dính vào Foam PU để chế tạo vỏ bọc ghê xe ” em nhận đƣợc nhiều giúp đỡ từ gia đình, thầy bạn bè Em xin chân thành cảm ơn Ban Giám Hiệu Trƣờng Đại học Nha Trang tạo điều kiện để em đƣợc học tập nghiên cứu trƣờng suốt thời gian qua Em xin gửi lời cảm ơn chân thành lời chúc sức khỏe đến quý thầy trƣờng Đại học Nha Trang nói chung thầy khoa Cơ khí nói riêng Với quan tâm bảo tận tình chu đáo thầy cô, dạy dỗ cho kiến thức môn đại cƣơng nhƣ môn chuyên nghành, giúp tơi có đƣợc sở lí thuyết vững vàng, tạo điều kiện giúp đỡ tơi q trình học tập Đặc biệt xin gửi lời cảm ơn chân thành đến Thầy giáo – PGS T.S Đặng Xuân Phƣơng hƣớng dẫn, bảo tận tình suốt trình hồn thành đồ án Trong q trình hồn thành đồ án, nhiều hạn chế kiến thức, hiểu biết nên khó tránh khỏi sai sót Kính mong q thầy bạn đọc góp ý để tơi hồn thiện đề tài nhƣ thân Em xin chân thành cảm ơn! Nha Trang, ngày…tháng…năm 2018 Sinh viên thực Võ Minh Thuận ii TĨM TẮT ĐỒ ÁN Tổng quan cơng nghệ phun phủ, laminatng công nghệ chế tạo vỏ bọc ghế xe Thiết kế kỹ thuật máy (có vẽ 3D kiêm nghiệm đồ bền, độ biến dạng CAE) Kết luận đề xuất iii MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN .i LỜI CẢM ƠN ii TÓM TẮT ĐỒ ÁN iii MỤC LỤC iv DANH MỤC HÌNH .vi DANH MỤC BẢNG viii LỜI NÓI ĐẦU CHƢƠNG : CHƢƠNG MỞ ĐẦU .10 1.1 Sơ lƣợc ngành công nghiệp ô tô nƣớc 10 1.1.1 Sơ lƣợc ngành công nghiệp ô tô giới 10 1.1.2 Sơ lƣợc ngành công nghiệp ô tô nƣớc .11 1.2 Tổng quan công nghệ phun phủ, laminating công nghệ chế tạo vỏ bọc ghế xe 12 1.2.1 Những yêu cầu để phát triển .12 1.2.2 Nhƣợc điểm olefin 13 1.2.3 Công nghệ giới 15 1.2.4 Các biện pháp phịng tránh an tồn cho máy 17 1.2.5 Mục tiêu thiết kế 20 1.2.4.1 Mục tiêu phát triển kỹ thuật .20 1.2.4.2 Thiết kế chi tiết phát triển quy trinh tiết kế .21 1.2.4.3 Công nghệ phủ đại 23 1.2.4.4 Mục tiêu nghiên cứu .28 1.2.6 Phát triển máy phủ 29 1.2.5.1 Quy trình phát triển 29 1.2.5.2 Quy trình hệ thống để phát triển máy phủ .30 CHƢƠNG TÍNH TỐN THIẾT KẾ MÁY .31 2.1 Tính toán chọn động 31 2.1.1 Xác định công suất động 31 2.1.2 Xác định số vòng quay động 31 2.1.3 Chọn quy cách động 32 iv 2.1.4 Tỷ số truyền 32 2.1.5 Phân phối tỷ số truyền hệ dẫn động .33 2.1.6 Xác định công suất, momen số vòng quay trục 33 2.2 Tính tốn truyền xích .34 2.2.1 Chọn loại xích 34 2.2.2 Xác định thông số xích truyền 34 2.2.3 Tính kiểm nghiệm độ bền 36 2.2.4 Tính đƣờng kính đĩa xích 37 CHƢƠNG 3: THIẾT KẾ MƠ HÌNH 3D CỦA MÁY PHỦ 39 3.1 Yêu cầu thiết kế máy 39 3.2 Thiết kế khái niệm máy phủ 40 3.4 Mơ hình 3D thành phần máy 41 3.5 Phân tích tĩnh máy phủ 45 3.6 Phân tích động lực học máy phủ 51 3.7 Mơ hình thiết kế tế bào ống đồng 53 CHƢƠNG 4: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 56 4.1.Kết luận 56 4.2 Kiến nghị .57 TÀI LIỆU THAM KHẢO .58 v DANH MỤC HÌNH Hình 1.1: Tấm vải ghế ô tô sau áp phủ nhựa bề mặt foam PU 13 Hình 1.2 Bột phim olefin gây phần 13 Hình 1.3 Kiểm tra độ chống cháy phim olefin 13 Hình 1.4: Vấn đề với phƣơng pháp làm việc có olefin phim olefin 14 Hình 1.5: Phƣơng pháp phủ lót nhựa bề mặt foam polyurethane 14 Hình 1.6: Kiểm tra độ bền xe kết thử nghiệm tốt sau phủ lên bề mặt foam polyurethane 14 Hình 1.7: Tiêu chuẩn kiểm tra tính cháy foam dựa kết kiểm tra kiềm 15 Hình 1.8: Quy trình cán (trái) thiết bị (bên phải) 15 Hình 1.9: Các quy trình sản xuất vải ghế 16 Hình 1.10: Thiết bị cán Tây Ban Nha đƣợc sản xuất sợi INOX-ELX 16 Hình 1.11: Thiết bị cán INOX-ELX 17 Hình 1.12: Thiết bị cán Webcfon 17 Hình 1.13: Thiết bị cán Webcfon 18 Hình 1.14: Thiết bị cán Webcfon 18 Hình 1.15: Thiết bị cán cho ghế xe 19 Hình 1.16: Các phƣơng tiện sƣởi ấm cho thiết bị cán cho ghế xe 19 Hình 1.17: Thiết bị cán ghế xe 20 Hình 1.18: Xem xét bƣớc phủ nhựa gốc nƣớc 21 Hình 1.19 Sự phát triển hệ thống 23 Hình 1.20 Hình dạng ống đồng 25 Hình 1.21 Hệ thống cuộn mƣợt mà với đƣờng nip 27 Hình 1.22 Các cách bố trí lăn khác 28 Hình 1.23 Hệ thống cuộn mƣợt mà với đo khoảng cách 28 Hình 1.24 Quy trình phát triển máy phủ 29 Hình 1.25 Quy trinh hệ thống máy phủ 30 Hình 3.1 Tấm phủ ghế đƣợc phủ lớp phủ 39 Hình 3.2 Lựa chọn phƣơng pháp phủ 40 Hình 3.3 : Khung 42 Hình 3.4 Hệ thống lăn 42 vi Hình 3.5 Hệ thống điều khiển 43 Hình 3.6 Hệ thống truyền động 43 Hình 3.7 Hệ thống điều chỉnh khoảng cách lăn 44 Hình 3.8 Quy trình phân tích tĩnh máy phủ 45 Hình 3.9 Kết mơ phân tích tĩnh 46 Hình 3.10 Sơ đồ lực 47 Hình 3.11 Trọng lực tất thiết bị máy phủ 47 Hình 3.12 Tất khớp chuyển động tƣơng đối đƣợc mơ hình hóa dƣới dạng tiếp xúc 48 Hình 3.13 Chia lƣới mơ hình với phần tử tứ diện sử dụng Solidworks 48 Hình 3.14 Kết phân tích tĩnh (ứng suất) 49 Hình 3.15 Kết phân tích chuyển vị 50 Hình 3.16 Ƣng suất chuyển vị lăn 50 Hình 3.17 Phân tích động lực học máy 51 Hình 3.18-3.22 Độ rung tự nhiên máy phủ 53 Hình 3.23 Các loại ống đồng phổ biến 53 Hình 3.24 Ơ kim tự tháp chi tiết khơng thích hợp 54 Hình 4.1 Mơ hình máy phủ 56 vii DANH MỤC BẢNG Bảng 2.1: Thông số động điện 32 Bảng 2.2 : Bảng thống kê thông số 34 Bảng 3.1 Thông số kỹ thuật máy phủ 44 Bảng 3.2 Thuộc tính vật liệu: 49 Bảng 3.3 Các kết phân tích 51 Bảng 3.4 Tốc độ phủ tốc độ quay tƣơng đƣơng lăn 51 Bảng 3.5 Dữ liệu ống đồng 55 viii Hình 3.7 Hệ thống điều chỉnh khoảng cách lăn Bảng 3.1 Thông số kỹ thuật máy phủ Vật liệu lăn dƣới Thép AISI 1045 Con lăn (con lăn nhấn) Tấm silicon có độ dày 11,5 mm Đƣờng kính lăn 213 mm Chiều dài lăn 1800 mm Nhiệt độ nhựa Nhiệt độ phòng Lực căng Tự nhiên Độ dày sản phẩm 3-12 mm Công suất động cơ? Động 2,2 KW- 02 cho 02 lăn Tốc độ lớp phủ 5, 10, 20, 30 m / phút tùy thuộc vào độ dày vật liệu Khoảng cách lăn Có thể đƣợc điều chỉnh theo độ dày phủ Công suất phủ 30 gam/m Điều khiển Điều khiển số với HMI 44 3.5 Phân tích tĩnh máy phủ Phân tích tính tốn tĩnh tác động điều kiện tải ổn định cấu trúc, bỏ qua qn tính hiệu ứng giảm xóc gây tải trọng theo thời gian Quá trình đƣợc sử dụng để xác định chuyển vị, ứng suất căng thẳng toàn cấu trúc thành phần gây tải không gây quán tính hiệu ứng giảm xóc đáng kể Tải trọng phản ứng cấu trúc đƣợc giả định thay đổi chậm theo thời gian Thủ tục phân tích tĩnh: Bởi cấu trúc máy phủ phức tạp, nên sử dụng phƣơng pháp phần tử hữu hạn (FEM) để giải phân tích tĩnh Phần mềm Solidwokrs đƣợc sử dụng để thực phân tích tĩnh Quy trình phân tích bao gồm bƣớc sau: Bắt đầu phát triển mơ hình hình học ban đầu sửa đổi hình học phận quan trọng gán điều kiện tải biên thực mô căng biến dạng thỏa mãn Hình 3.8 Quy trình phân tích tĩnh máy phủ Kết thúc Mơ hình hóa mơ hình 3D tất thành phần quan trọng máy - Xác định đặc tính vật liệu - Chia lƣới mơ hình 45 - Xác định tải điều kiện biên - Thực mơ - Hình dung đọc kết - Cải thiện cấu trúc cần thiết Bởi cấu trúc máy phức tạp, phải đơn giản hóa mơ hình để giảm kiểu mơ Sau đơn giản hóa mơ hình 3D, lƣới mơ hình đƣợc sử dụng phần tử tứ diện Mơ hình ảo 3D Mơ hình FEM Mơ hình đơn giản Đơn giản hóa hhhhóahóa Chia lưới Điều kiện tải biên Kết Hình 3.9 Kết mơ phân tích tĩnh 46 Hình 3.10 Sơ đồ lực Hình 3.11 Trọng lực tất thiết bị máy phủ 47 Hình 3.12 Tất khớp chuyển động tương đối mơ hình hóa dạng tiếp xúc Hình 3.13 Chia lưới mơ hình với phần tử tứ diện sử dụng Solidworks 48 Bảng 3.2 Thuộc tính vật liệu: Mơ hình tham khảo Tính chất Tên: Thép AISI 1045 Loại mơ hình: Tuyến tính đàn hồi đẳng hƣớng Năng suất: 5,3e + Sức căng: 6,25 N/ Mô đun đàn hồi: 2,05 N/ Hệ số Poisson: 0,29 Khối lƣợng riêng: 7850 kg / Mô-đun cắt: Hệ số giãn nở nhiệt: 1,15 N/ / / Kết phân tích tĩnh: Xem xét biến dạng máy ảnh hƣởng đến độ xác máy Hình 2.14 cho thấy kết ứng suất biến dạng dƣới tải làm việc lớn đủ bền Các kết phân tích tĩnh máy có chuyển vị nhỏ Nói cách khác, máy an tồn dƣới tải làm việc nặng Hình 3.14 Kết phân tích tĩnh (ứng suất) 49 Áp lực nặng máy 163 N thép AISI 1045 205 N (MPa) So sánh với ứng suất vật liệu chơ thấy máy đủ bền Hình 3.15 Kết phân tích chuyển vị Độ dịch chuyển tối đa (1.699 mm) xảy lăn nhỏ Nhƣng biến dạng không quan trọng hoạt động máy phủ Hình 3.16 Ưng suất chuyển vị lăn 50 3.6 Phân tích động lực học máy phủ Hình 3.17 Phân tích động lực học máy Sử dụng công cụ mô Solidworks để giải vấn đề phân tích động học Máy đƣợc cố định chân Kết đƣợc thể Bảng 3.3 Hình 3.18 Bảng 3.3 Các kết phân tích Chê độ f (Hz) n (vòng / phút) 13.3 792 27.1 1626 27.5 1650 35.6 2136 39.0 2340 Bảng 3.4 Tốc độ phủ tốc độ quay tƣơng đƣơng lăn Tốc độ PU (m/phút) Tốc độ quay lăn 7.5 10 14.9 20 29.9 30 44.8 51 Mode Mode Hình 3.19 Hình 3.20 Mode Hình 3.21 Mode Hình 3.22 52 Mode Hình 3.23 Hình 3.18-3.22 Độ rung tự nhiên máy phủ Có thể thấy tần số tự nhiên cao tần số hoạt động máy phủ Do đó, khơng có rung động cộng hƣởng thực tế Máy phủ an toàn phân tích động lực học 3.7 Mơ hình thiết kế tế bào ống đồng Đối với trọng lƣợng lông định, lựa chọn dựa hàm lƣợng chất rắn lớp phủ, độ nhớt đặc tính dịng chảy nó.Sự lựa chọn cấu trúc tế bào phụ thuộc vào độ nhớt lớp phủ thơng số dịng chảy.Mẫu xác xác định số lƣợng lớp phủ đƣợc mang đến foam Lớp phủ đƣợc áp dụng cho ống đồng, đo bề mặt, để lại lớp phủ mơ hình khắc, sau chuyển giao cho phận đƣợc hỗ trợ lăn áp lực Số lƣợng lớp phủ ô (mẫu) đƣợc đo đƣợc gọi Billion Cubic Micron (BCM) Tri-xoắn ốc Kim tự tháp Tứ giác Frustum Pyrami Hình 3.23 Các loại ống đồng phổ biến 53 Lục giác Mơ hình tế bào kim tự tháp đƣợc lựa chọn khơng thích hợp truyền thống, có nhiều nhƣợc điểm so với loại lục giác, đƣợc sử dụng cho lớp phủ độ nhớt thấp, dễ dàng cho khắc, phù hợp cho trọng lƣợng trung bình lớp phủ mét vng Hình 3.24 Ơ kim tự tháp chi tiết khơng thích hợp Quad = D / (O2 + B2 + OB) LPI2 Tất kích thƣớc phải micron (m)1 ”= 25,400 m D = Độ sâu O = Đang mở B = Dƣới LPI = Số dòng inch Để chọn mẫu ống đồng xác, cần tham khảo biểu đồ trọng lƣợng lớp phủ.Trên biểu đồ này, thấy thể tích ô tƣơng ứng với tỷ lệ phần trăm trọng lƣợng lớp phủ Kích thƣớc hình dạng quan trọng điều kiểm sốt căng thẳng lăn ống đồng 54 Bảng 3.5 Dữ liệu ống đồng Mật độ lƣới Độ sâu Khối lƣợng (Loại lƣới) (㎛) (Cm / m 2) 17 430 188 25 310 30 Chiều Chiều Số đăng ký ngang 10000 dọc 1430 1000 * 1430 13.71131 13.71131 19.60717 268.84 146 12.08305 12.08305 17.27876 208.78 260 116 10.77033 10.77033 15.40157 165.88 35 240 105 10.24695 10.24695 14.65314 150.15 45 200 95 9.74679 9.74679 13.93792 135.85 55 165 76 8.71780 8.71780 12.46645 108.68 65 150 69.4 8.33067 8.33067 11.91285 99.242 75 135 64.6 8.03741 8.03741 11.49350 92.378 85 120 58.1 7.62234 7.62234 10.89994 83.083 95 105 47.7 6.90652 6.90652 9.87632 68.211 110 95 45.3 6.73053 6.73053 9.62465 64.779 120 85 41.1 6.41093 6.41093 9.16763 58.773 130 75 34.1 5.83952 5.83952 8.35051 48.763 140 75 33.6 5.79655 5.79655 8.28907 48.048 150 60 26.7 5.16720 5.16720 7.38910 38.181 165 60 26 5.09902 5.09902 7.29160 37.18 √ (gốc) 55 CHƢƠNG 4: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 4.1.Kết luận Sau tháng thực đồ án với đề tài “ Thiết kế kỹ thuật máy phủ chất kết dính vào foam PU chế tạo vỏ bọc ghế xe ” hoàn thành đạt đƣợc kết sau: - Phát triển quy phủ bị công nghệ chế tạo vỏ bọc ghế ô tô - Phát triển máy làm tăng chất lƣợng suất sản phẩm phủ cán - Thiết kế vẽ kỹ thuật mô hình 3D máy phủ - Mơ hình máy phủ đƣợc thể hình 3.1 Hình 4.1 Mơ hình máy phủ 56 - Máy phủ đƣợc thiết kế theo quy trình cong nghệ - Phân tích tĩnh động học máy đƣợc thực - Cho thấy máy đƣợc thiết kế với độ bền an toàn - Mơ hình đƣợc thực kết kiểm tra cho thấy tất yêu cầu đƣợc thỏa mãn - Đề tài đóng góp vào suất chất lƣợng ngày tăng ngành công nghiệp ô tô - Loại bỏ lỗi sản phẩm - Tăng suất lớp phủ trình cán 4.2 Kiến nghị Do hạn chế mặt kiến thức, thời gian khó khăn q trình tìm kiếm tài liêu nên đề tài chƣa đƣợc nghiên cứu kĩ tính tốn hồn chỉnh cịn nhiều thiếu xót thiết kế thêm nhƣ sau : - Thiết kế thêm phận tự động ngừng hoạt động cố xảy - Thiết kế lăn có khả hoạt động tốt thời gian sử dụng lâu dài 57 TÀI LIỆU THAM KHẢO TS.Nguyễn Văn Tƣờng Công nghệ sở chế tạo máy, Trƣờng Đại Học Nha Trang ThS Trần Ngọc Nhuần Cơ sở thiết kế máy đồ án, Trƣờng Đại Học Nha Trang Nguyễn Trọng Hiệp – Nguyễn Văn Lâm Hướng dẫn thiết kế đồ án chi tiết máy, NXB GIÁO DỤC, 1999 PGS.TS Trịnh chất – TS Lê Văn Uyển Tính tốn thiết kế hệ dẫn dộng khí tập NXB GIÁO DỤC, 2006 Benkreira, H., Edwards, M F and Wilkinson, W L (1981) Roll coating of purely viscous liquids Chem Engng Sci 36, 429 Benkreira, H., Edwards, M F and Wilkinson, W L (1982) Ribbing instability in the roll coating of Newtonian liquids Plastics Rubber Proc Appl 2, 137 Benkreira, H and Patel, R (1993) Direct gravure roll coating Chem Engng Sci 48, 2329 Benkreira, H., Patel, R., Edwards, M F and Wilkinson, W L (1994) Classification and analyses of coating flows J Non-Newt Fluid Mech 54, 437 Benkreira, H., Patel, R., Naheem, M and Leclercq, J M (1996) Film thickness and instabilities with forward gravure coating the Mechanics of thin Film Coatings, eds P H Gaskell, M D Savage and J L Summers, pp 213—220 World Scientific, Singapore 10 Coyle, D J (1992) Roll Coating Modern Coating and Drying technology, eds E Cohen and E B Gutoff, pp 63—116 VCH Publishers, New York 58 ... phù hợp với tính chất cạnh tranh cao thị trƣờng ngày Đồ án ? ?Thiết kế kỹ thuật máy phủ chất kết dính vào FOAM PU để chế tạo vỏ bọc ghế xe? ?? tập trung vào trình nghiên cứu thiết kế để đƣa sản phẩm... ĐẠI HỌC NHA TRANG KHOA CƠ KHÍ BỘ MƠN CHẾ TẠO MÁY 0o0 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ KỸ THUẬT MÁY PHỦ CHẤT KẾT DÍNH VÀO FOAM PU CHẾ TẠO VỎ BỌC GHẾ XE GVHD : PGS.TS ĐẶNG XUÂN PHƯƠNG SVTH... cầu máy để phủ lớp nhựa vào foam PU Các thiết kế máy phủ sau đƣợc tạo Cuối máy phủ chất kết dính mơ hình 3D đƣợc thiết kế sử dụng phần mềm SOLID WORKS 3.1 Yêu cầu thiết kế máy Quá trình phủ sản