Nghiên cứu thiết kế và chế tạo kết cấu máy ép và quy trình sản xuất viên gốm áp điện từ bột thạch anh

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI VŨ THỊ HÀ NGHIÊN CỨU THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO KẾT CẤU MÁY ÉP VÀ QUY TRÌNH SẢN XUẤT VIÊN GỐM ÁP ĐIỆN TỪ BỘT THẠCH ANH Chuyên ngành: CƠ ĐIỆN TỬ LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC PGS-TS HOÀNG VĨNH SINH Hà Nội 05 – 2018 Viện SĐH-ĐHBKHN MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN LỜI CAM ĐOAN MỞ ĐẦU 10 Lý chọn đề tài 10 Mục đích, đối tượng phạm vi nghiên cứu đề tài 10 Ý nghĩa khoa học ý nghĩa thực tiễn đề tài 11 3.1 Ý nghĩa khoa học đề tài - 11 3.2 Ý nghĩa thực tiễn 11 CHƯƠNG 1: NGHIÊN CỨU TỔNG QUAN VỀ VIÊN GỐM ÁP ĐIỆN VÀ CÁC PHƯƠNG PHÁP TẠO RA NÓ 12 Tổng quan viên gốm áp điện 12 1.1 Áp điện gì? - 12 1.2 Nguyên lý tạo viên gốm áp điện - 13 1.4 Phương pháp tạo viên gốm áp điện 17 1.4.1 Quy trình tạo viên gốm áp điện 17 1.4.2 Thông số kỹ thuật 18 1.4.3 Phương pháp kiểm tra viên gốm áp điện sau ép 18 CHƯƠNG 2: NGHIÊN CỨU CÁC CẤU TRÚC MÁY ÉP BỘT THẠCH ANH 20 2.1 Một số cấu trúc máy ép song động 20 2.2 Cấu trúc máy ép bột thạch anh thủy lực cầm tay - 24 2.3 Đề xuất nguyên lý hoạt động kết cấu sơ máy ép - 25 2.3.1 Nguyên lý hoạt động sơ 27 2.3.2 Kết cấu sơ máy ép 28 2.3.3 Ưu điểm, nhược điểm máy ép 30 CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ MÁY ÉP BỘT DÙNG ĐỘNG CƠ ĐIỆN 31 3.1 Thiết kế sơ đồ động máy 31 3.1.1 Thông số đầu vào trình thiết kế 31 Viện SĐH-ĐHBKHN 3.1.2 Động học máy 32 3.1.3 Quy trình hoạt động 35 3.2 Tính tốn, thiết kế hệ thống ép viên gốm tự động 36 3.2.1 Tính toán chọn cấu tạo lực ép viên gốm 36 3.2.2 Thiết kế khung máy gá đặt hệ thống ép viên gốm tự động 42 3.2.3 Cơ cấu xoay mâm quay 48 3.3 Hệ thống cân tự động - 53 3.4 Hệ thống phân phối nguyên liệu tự động 54 3.5 Hệ thống tự động xếp sản phẩm vào khay 56 3.5.1 Robot Scara bậc tự 56 3.5.2 Giác hút chân không 59 CHƯƠNG 4: QUY TRÌNH SẢN XUẤT VIÊN GỐM ÁP ĐIỆN TỪ BỘT THẠCH ANH 64 4.1 Hoạt động máy - 64 4.2 Quy trình sản xuất viên gốm áp điện từ bột thạch anh - 65 4.3 Kiểm tra độ tin cậy hệ thống 67 4.4 Thiết kế khuôn - 68 KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG NGHIÊN CỨU TIẾP THEO 71 Kết luận 71 Kiến nghị hướng nghiên cứu tiếp theo 71 TÀI LIỆU THAM KHẢO 72 Viện SĐH-ĐHBKHN DANH MỤC HÌNH ẢNH Hình 1.1: Các dạng viên gốm áp điện 12 Hình 1.2: Nhiệt độ điểm Cuire 13 Hình 1.3: Nhiệt độ dưới điểm Curie 13 Hình 1.4: Định hướng ngẫu nhiên miền cực trước khử cực 14 Hình 1.5: Phân cực điện trường DC 15 Hình 1.6: Sự phân cực lại sau điện trường xóa bỏ 15 Hình 1.7: Ảnh hưởng điện trường (E) phân cực (P) kéo dài tương ứng / co lại nguyên tố gốm 16 Hình 1.8: Sự tạo thành dòng điện phát điện phần tử gốm 16 Hình 1.8: Đĩa siêu âm 17 Hình 1.9: Đĩa gốm áp điện 17 Hình1.9: Sơ đồ khối quy trình sản xuất viên gốm áp điện 17 Hình 1.10: Dial Thickness gauge 19 Hình 2.1: Một số kiểu máy ép song động thủy lực 20 Hình 2.2: Máy ép thủy lực song động YL28-100/150 20 Hình 2.3: Máy ép thủy lực song động 300Tons 21 Hình 2.4: Máy ép thủy lực DHP-15M 23 Hình 2.5: Máy ép gốm thạch anh dùng thủy lực 24 Hình 2.6: Cân bột (độ xác 0.001) 24 Hình 2.7 : Thực ép viên gốm 25 Hình 2.8: Sản phẩm xếp vào khay đựng 25 Hình 2.9: Kết cấu sơ máy ép 28 Hình 2.10: Khung máy sơ 29 Hình 3.1: Sơ đồ khối kiểu tập trung 32 Hình 3.2: Sơ đồ động kiểu tập trung 33 Hình 3.3: Sơ đồ khối kiểu phân tán 34 Hình 3.4: Sơ đồ quy trình hoạt động 35 Hình 3.5: Sơ đồ khối hệ thống tạo lực ép 36 Viện SĐH-ĐHBKHN Hình 3.6: Hệ số ảnh hưởng cài đặt lắp ráp Screw-Jack 38 Hình 3.7: Biểu đồ vận tốc (Ratio H) 38 Hình 3.8: Hộp giảm tốc bánh côn 39 Hình 3.9: Kiểu lắp nằm ngang (R-L3) 39 Hình 3.10: Kiểu lắp dạng treo đứng(L-R3) 39 Hình 3.11: JTB-15T-US-250-H-IV-M1-PP 41 Hình 3.12: JTB-15T-US-250-H-IV-M3-PP 41 Hình 3.13: Lắp ráp cấu tạo lực ép 42 Hình 3.13: Khung máy sơ 42 Hình 3.14: Kích thước sơ đỡ 43 Hình 3.15: Kích thước sơ cột tầng tầng 43 Hình 3.16: Kích thước sơ cột tầng 44 Hình 3.17: Kích thước sơ bệ máy 44 Hình 3.18 : Điều kiện ban đặt lực ban đầu 45 Hình 3.19 : Biến dạng tổng đặt lực 20000 N 45 Hình 3.20 : Ứng suất lớn đặt lực 20000 N 45 Hình 3.21: Ứng suất lớn đặt lực 25000 N 46 Hình 3.22: Biến dạng tổng đặt lực 25000 N 46 Hình 3.23: Ứng suất lớn đặt lực 30000 N 46 Hình 3.24: Biến dạng tổng đặt lực 30000 N 46 Hình 3.25: Biến dạng tổng đặt lực 40000 N 47 Hình 3.26: Ứng suất lớn đặt lực 40000 N 47 Hình 3.27: Ứng suất lớn đặt lực 50000 N 47 Hình 3.28: Biến dạng tổng đặt lực 50000 N 47 Hình 3.29: Biến dạng tổng đặt lực 60000 N 47 Hình 3.30: Ứng suất lớn đặt lực 60000 N 47 Hình 3.31: Ứng suất lớn đặt lực 75000 N 48 Hình 3.32: Biến dạng tổng đặt lực 75000 N 48 Hình 3.33: Thông số kỹ thuật dây đai 5M 50 Viện SĐH-ĐHBKHN Hình 3.34: Kết cấu mâm xoay sơ 52 Hình 3.35: Kết cấu mâm xoay khuôn 52 Hình 3.36: Cân điện tử xác SJ-220CE 53 Hình 3.37: Hệ thống phân phối bột tự động 54 Hình 3.38: Cơ cấu gá đặt hệ thống đổ bột 55 Hình 3.39: Quá trình đổ bột 56 Hình 3.40: Robot ADT-AR5215 57 Hình 3.41: Kích thước robot ADT-AR5215 57 Hình 3.42: Không gian làm việc robot ADT-AR5215 58 Hình 3.43: Giác hút chân không 60 Hình 3.44: Thông số kỹ thuật cốc hút NPFYN 61 Hình 3.45: Thông số kỹ thuật cốc hút NFSTE M5 VG 62 Hình 4.1: Cấu trúc máy ép (Mặt trước) 64 Hình 4.2: Cấu trúc máy ép (Mặt sau) 65 Hình 4.3: Đồ thị mối quan hệ lực ép chiều cao viên gốm 67 Hình 4.5: Màn hình khởi động 69 Hình 4.5: Quá trình ép 70 Hình 4.6: Quá trình gắp vật 70 Hình 4.7: Quá trình cân sản phẩm xếp vào khay 70 Viện SĐH-ĐHBKHN DANH MỤC BẢNG Bảng 1.1: Thông số kỹ thuật viên gốm áp điện - 18 Bảng 2.1: Các thông số máy YL28-100/150 21 Bảng 2.2: Các thơng số máy Hitech HT63/100 22 Bảng 2.3: Thông số máy ép thủy lực DHP-10M - 23 Bảng 3.1: Thông số hộp giảm tốc bánh côn: JT25-5:1-1-R/L-B3 - 39 Bảng 3.2: Thông số đầu trục - 40 Bảng 3.3: Thông số kỹ thuật động ACH13230-AC 40 Bảng 3.4: Kích thước động Servo ACH-13230AC - 41 Bảng 3.5: Tính toán chọn đai cho cụm cấu xoay mâm quay 48 Bảng 3.6: Thông số kỹ thuật động ACH13150AC - 50 Bảng 3.7: Thông số kỹ thuật cân SJ-220CE - 53 Bảng 3.8 Thông số kỹ thuật Hi-Doser 3L - 54 Bảng 3.9: Thông số robot scara trục - 58 Bảng 3.10: Thông số kỹ thuật NPFYN 61 Bảng 3.11: Thông số kỹ thuật NFSTE M5 VG - 62 Bảng 4.1: Kết thử nghiệm: 67 Bảng 4.2: Thơng số kích thước khn cối: - 68 Bảng 4.3: Thông số kích thước khn ép 68 Viện SĐH-ĐHBKHN LỜI CẢM ƠN Sau năm học tập nghiên cứu Viện Cơ khí-Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội, cùng với giúp đỡ tận tình thầy cô khoa viện đến tơi đã hồn thành khóa học đạt đến kết mong muốn Qua xin bày tỏ lịng biết ơn chân thành đến tồn thể thầy Viện Cơ khí đã tận tình giúp đỡ, động viên tạo điều kiện tốt cho hồn thành khóa học mình Tơi xin chân thành cảm ơn thầy, cô giáo “Bộ môn Gia công vật liệu dụng cụ công nghiệp –Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội” đã tạo điều kiện giúp đỡ trình làm luận văn Tôi xin chân thành cảm ơn PGS.TS Hoàng Vĩnh Sinh đã tận tình hướng dẫn giúp đỡ trình làm luận văn Xin chân thành gửi lời cảm ơn đến thầy, cô giáo phản biện đã đọc luận văn đóng góp cho ý kiến quý báu bổ ích Tơi cũng xin bày tỏ lịng biết ơn tới Ban giám hiệu, Phòng tổ chức cán bộ, ban chủ nhiệm khoa khí, thầy phòng sau đại học, cùng gia đình người thân đã tạo điều kiện, động viên giúp đỡ tơi q trình học tập hồn thành luận văn mình Xin chân thành cảm ơn !!! Tác giả Vũ Thị Hà Viện SĐH-ĐHBKHN LỜI CAM ĐOAN Tôi tên là: Vũ Thị Hà Học viên lớp: Cao học Cơ Điện Tử 2016B Dưới hướng dẫn PGS.TS HỒNG VĨNH SINH tơi nhận nghiên cứu đề tài: “ Nghiên cứu thiết kế chế tạo kết cấu máy ép quy trình sản xuất viên gốm áp điện từ bột thạch anh.” Tôi xin cam đoan, luận văn trình nghiên cứu thân Nếu có sai sót tơi xin hồn tồn chịu trách nhiệm Tác giả Vũ Thị Hà Viện SĐH-ĐHBKHN MỞ ĐẦU Lý chọn đề tài “ Nghiên cứu thiết kế chế tạo kết cấu máy ép quy trình sản xuất viên gốm áp điện từ bột thạch anh.” Với ngành khoa học công nghệ vật liệu mới nay, vật liệu gốm áp điện đóng vai trò quan trọng lĩnh lực kĩ thuật điện tử điều khiển xác Hiện vật liệu áp điện sử dụng chủ yếu gốm áp điện chì Zirconat titanat (PZT), nó sử dụng rộng rãi việc sản xuất biến đổi điện âm, biến tử máy đo gia tốc, đặc biệt đầu nổ đạn, pháo vì tính chất áp điện chúng Tuy nhiên, thành phần gốm áp điện chì chiếm 60% thành phần Chì vật liệu có tính độc cao, khả bay nhanh nên gây nên nguy hiểm đến môi trường sức khỏe người Hiện nay, việc chế tạo gốm áp điện cho đầu nổ đạn, pháo nước ta làm thủ công, gây ảnh hưởng nghiêm trọng đến sức khỏe cơng nhân nếu làm việc thời gian dài Ngồi mỗi có loại bột mới cần tìm trị số lực ép, loại khuôn phù hợp với loại bột đó, việc chế tạo sản phẩm đa phần dựa kinh nghiệm thực tế để xây dựng lên quy trình chế tạo viên gốm Như vậy, việc tự động hóa trình sản xuất để tăng xuất lao động, giảm thiểu tối đa nguy hiểm việc cần thiết Xuất phát từ nhược điểm nhu cầu thực tế có đơn hàng đặt chế tạo máy ép viên gốm tự động, tác giả đã chọn đề tài “Nghiên cứu thiết kế chế tạo kết cấu máy ép quy trình sản xuất viên gốm áp điện từ bột thạch anh” làm đề tài nghiên cứu Mục đích, đối tượng phạm vi nghiên cứu đề tài Đối tượng phạm vi nghiên cứu chủ yếu đề tài nghiên cứu tổng quan viên gốm áp điện phương pháp tạo Nghiên cứu cấu trúc máy ép bột thạch anh để đưa sở tính tốn thiết kế máy ép bột dùng động điện Cuối xây dựng quy trình cơng nghệ để chế tạo viên gốm áp điện Giải quyết vấn đề giúp cho nhà chun mơn có nhìn thấu đáo sở hình thành viên gốm áp điện sử dụng máy ép CNC, qua 10 Viện SĐH-ĐHBKHN Hình 3.42: Không gian làm việc robot ADT-AR5215 Bảng 3.9: Thông số robot scara trục Model ADT-AR5215 Số trục Độ rộng cánh tay Thông số kỹ Trục X thuật trục 500mm Độ rộng cánh tay Phạm vi quay Trục Y Độ rộng cánh tay Phạm vi quay Tốc độ tối đa 300mm ±1270 200mm ±1420 Trục Z Hành trình Trục R Phạm vi quay ±3600 Trục X 6000/S 58 150mm Viện SĐH-ĐHBKHN Trục Y 3750/S X,Y axis synthesis 6.5m/s Trục Z 1.3m/s Trục R 16670/s Thời gian chu kỳ tiêu chuẩn Độ xác lặp lại 0.4s Trục X,Y ±0.02mm Trục Z ±0.01mm Trục R ±0.0050 Tải trọng tối đa 2kg/5kg Tải trọng momen cho phép trục R (Rated/max) 0.01 kg.m2 0.04 kg.m2 Tín hiệu đường truyền 0.2 sq*16 lines, outputs, inputs Φ6*2 roots Users pipe Giới hạn bảo vệ Giới hạn hành trình cữ mềm (Trục X,Y,Z) Khối lượng 14 g 3.5.2 Giác hút chân không Khối lượng sản phẩm cần nâng 4,1+0,2 gram có đường kính (11,7±0,1 mm) Tốc độ lấy sản phẩm: 1-3 giây Tính chọn giác hút chân không đảm bảo có thể nâng vật có thông số 59 Viện SĐH-ĐHBKHN Hình 3.43: Giác hút chân không Giác hút chân không bao gồm bột phận: cốc hút phần tử kết nối Lực giữ vật giác hút tỷ lệ thuận với chênh lệch áp suất áp lực môi trường xung quanh áp suất hệ thống Áp suất lớn thì lực giữ lớn a Đường kính cốc hút Giác hút chân không sau hút sản phẩm nhấc sản phẩm lên cao, sau đó di chuyển ngang đến vị trí để thực trình tiếp theo Ta tính chọn theo phương án di chuyển ngang Lực giữ cốc hút phụ thuộc đường kính có ích cốc hút Đường kính cốc hút tính sau: 𝑚×𝑆 × 10−3 × √ 𝑑 = 1.12 × √ = 1.12 × = (𝑚𝑚) 𝑃𝑢 × 𝑛 × 𝜇 0.4 × × 0.1 Trong đó: m: Khối lượng sản phẩm, 4x10-3 kg Pu: Áp suất giác hút, 0,4 bar n: Số lượng cốc hút cần dùng, µ: Hệ số ma sát, 0,1 S: Hệ số an toàn, Vậy ta phải chọn cốc hút có đường kính cốc ≥5mm 60 Viện SĐH-ĐHBKHN b Lực giữ cốc hút Lực giữ di chuyển theo phương thẳng đứng: 𝐹𝑇𝐻 = 𝑚 × (𝑔 × 𝑎) × 𝑆 = 4,1 × 10−3 × (9,8 + 5) × = 0.12 𝑁 Lực giữ di chuyển theo phương ngang: 𝑎 𝐹𝑇𝐻 = 𝑚 × (𝑔 × ) × 𝑆 = 4,1 × 10−3 × (9,8 + ) × = 0.49 𝑁 𝜇 0.1 Trong đó: FTH: Lực giữ lý thuyết m: Khối lượng, 4x10-3 kg g: Trọng lực, 9.81 m/s2 a: Gia tốc hệ thống µ: Hệ số ma sát, 0.1 S: Hệ số an toàn, Vậy để có thể di chuyển vật cốc hút có lực ≥ 0.49 N Các số liệu tham khảo từ trang 14, trang 28 tài liệu “numatics-vacuumproducts-catalog” Từ kết tính tốn ta chọn loại cốc hút NPFYN Có thông số kỹ thuật sau Bảng 3.10: Thông số kỹ thuật NPFYN Model Lực hút Loại ren dn Ds G1 H LG1 M5-M M5-M 12 4.5 SW1 Z(Stroke) (N) NPFYN 2.30 Hình 3.44: Thông số kỹ thuật cốc hút NPFYN 61 1.4 Viện SĐH-ĐHBKHN c Phần tử kết nối Phần kết nối có lò xo giảm chấn thuận tiện cho chi tiết chiều cao khác nhau, bột sau Hình 3.45: Thông số kỹ thuật cốc hút NFSTE M5 VG Bảng 3.11: Thông số kỹ thuật NFSTE M5 VG Model NFSTE Độ cứng Lực Lực Lực Tải Nhiệt độ Loại (N/mm) lò xo phương phương trọng làm việc ren (N) đứng ngang (g) 4.57 1500 132 16 0-80 M5-F 0.508 M5 VG G1 G2 G3 H H2 LG1 LG2 LG3 SW1 SW2 SW3 Z (Stroke) M5- M5- G1/8- 41.2 17 5.5 6.2 15 14 7 F F M Giác hút chân không gá đặt trục xoay robot Scara qua mặt bích phụ Sau lấy sản phẩm cần phải làm bề mặt lịng khn khí nén khơ.Sau lấy sản phẩm đặt lên cân để thực trình tiếp theo 62 Viện SĐH-ĐHBKHN Hình 3.46: Robot Scara 63 Viện SĐH-ĐHBKHN CHƯƠNG 4: QUY TRÌNH SẢN XUẤT VIÊN GỐM ÁP ĐIỆN TỪ BỘT THẠCH ANH 4.1 Hoạt động máy Cấu trúc tính máy D A B C Hình 4.1: Cấu trúc máy ép (Mặt trước) A :Hệ thống robot Scara (gắp đưa sản phẩm khỏi khn đến vị trí cân, vị trí khay đựng sản phẩm) B : Vị trí đặt khay chứa sản phẩm sau ép cân điện tử C : Vị ví chứa linh kiện thiết bị điện, điều khiển hệ thống D : Hệ thống dẫn động trục ép 64 Viện SĐH-ĐHBKHN I H J L N G M F E Hình 4.2: Cấu trúc máy ép (Mặt sau) E,I :Hệ thống trục ép song động F : Hệ thống rung cối (rung, làm bột sau bột đổ vào lịng khn cối) G : Động AC servo điều khiển mâm xoay đến vị trí cần thiết H : Hệ thống cấp bột vào lòng khuôn cối, điều khiển động J : Cảm biến lực (đo lực ép tác động lên khuôn chày) L : Bộ khuôn chày N : Bộ khn cối (Bột đưa vào lịng khn cối) M: Hệ thống định vị mâm xoay (Mâm động servo quay vị trí , dùng xylanh khí nén để đẩy chốt định vị mâm xoay) 4.2 Quy trình sản xuất viên gốm áp điện từ bột thạch anh a Giai đoạn cấp bột 65 Viện SĐH-ĐHBKHN Bột thạch anh sau tạo hạt vào sấy khô đổ với lượng vừa đủ vào bình đựng hệ thống phân phối guyên liệu (khoảng 2kg bột) Sau khởi động hệ thống, gọi lệnh cấp bột, hệ thống phân phối quay với tốc độ 365 vòng/phút, số vòng quay 10 vòng cấp bột vào khuôn ép với lượng bột 4.1±0.005gram b Giai đoạn rung Sau bột cấp, gọi lệnh đưa khn tới vị trí rung, đóng chốt định vị, thực rung vòng 5s để làm bột lịng khn c Giai đoạn ép sản phẩm Sản phẩm sau ép cần đạt độ đồng cấu trúc Đầu tiên ta quay mâm đưa khuôn cối đến vị trí ép, đóng chốt định vị để cố định mâm xoay, sau đó đưa trục ép xuống để chày vào lịng khn chuẩn bị trình ép, chày ăn vào khuôn cối khoảng 2mm, ta rút chốt định vị (tránh tượng siêu định vị xảy ra) Sau đó điều khiển trục ép dẫn động đưa chày chày dưới cùng ép tạo lực ép đồng lên sản phẩm Khi cảm biến đo lực đạt khoảng 2000N, giữ lực thời gian 15s Sau đó, điều khiển trục ép đưa chày khỏi lịng khn trước, sau đó thực ép chậm trục Y đến tọa độ -15mm, để đưa sản phẩm lên Tạm dừng 2s đưa trục Y di chuyển home để tạo khe hở cho mâm xoay đến vị trí làm việc tiếp theo d Giai đoạn lấy sản phẩm Sản phẩm sau ép nhờ động servo quay đến vị trí gắp sản phẩm, hệ thống điều khiển gọi robot đến vị trí chuẩn bị gắp sản phẩm Sau đó cấu xylanh khí nén tác động lên chày dưới để đẩy sản phẩm khỏi lịng khn (cách mép lịng khn 2mm) Cấp nguồn khí bar cho giác hút chân không để tạo lực hút chi tiết khỏi bề mặt khuôn Robot gắp sản phẩm đến vị trí cân, kiểm tra khối lượng sản phẩm e Giai đoạn cân sản phẩm Cân phản hồi tín hiệu khối lượng đến hệ thống điều khiển, nếu đạt khối lượng robot gắp sản phẩm vào khay đựng Sản phẩm không đạt loại bỏ 66 Viện SĐH-ĐHBKHN 4.3 Kiểm tra độ tin cậy hệ thống Đối với máy ép, ổn định hệ có ảnh hưởng đến chiều cao viên gốm áp điện trình ép Ở tác giả đưa đồ thị thể mối quan hệ a Phương pháp xác định Cân lượng bột 4,1+0.001gram để đổ vào lịng khn, sau đó tiến hành bước chu trình ép viên gốm với lực ép khác Đo kiểm chiều cao từng viên gốm áp điện thước Bảng 4.1: Kết thử nghiệm: Lần đo Khối lượng cân trước Lực ép (N) ép Khối lượng Chiều cao sau thực (kg) ép (mm) 4.001 1250 3.999 8.38 4.001 1500 4.000 8.21 4.001 1750 3.999 8.06 4.001 2000 3.999 7.94 4.001 2250 4.000 7.84 4.001 2500 4.000 7.75 (Bột cân giấy, sau đó đổ vào khuôn, có thể gây nên sai số khối lượng nếu trình đổ không gõ hết bột giấy) Đồ thị mối quan hệ lực ép với chiều cao viên gốm 8.5 8.4 8.3 (mm) 8.2 8.1 7.9 7.8 7.7 7.6 500 1000 1500 2000 2500 3000 (N) Hình 4.3: Đồ thị mối quan hệ lực ép chiều cao viên gốm 67 Viện SĐH-ĐHBKHN Qua đồ thị ta thấy, với khối lượng không đổi, ta tăng lực ép thì chiều cao viên gốm giảm, đồ thị có dạng cong ảnh hưởng độ cứng hệ (Bình thường cân với lượng bột thì mối quan hệ lực ép chiều cao viên gốm phải tuyến tính với nhau) 4.4 Thiết kế khn Độ xác đường kính viên gốm áp điện (11.7±0,1)mm sau ép phụ thuộc vào độ xác lịng khn chày ép Ở tác giả đưa kích thước bao khuôn ép để lắp với cụm mâm xoay đảm bảo hệ thống không bị va chạm trình hoạt động Việc tính tốn chế tạo khn ép th đơn vị khác làm Bảng 4.2: Thông số kích thước khn cới: STT Thơng số Kích thước bao ngồi khuôn cối 129.5mm±0.01 Kẹp chặt, định vị 02 bulong M8 Chiều cao tính từ bề mặt lắp ráp với khuôn lên 50mm mặt đầu Hành trình nhỏ 35mm Độ phẳng mặt láp ráp với mâm xoay 0.005 Bảng 4.3: Thông số kích thước khuôn ép STT Thơng số Đường kính ngồi khn chày Φ179.5 ±0.01 mm Chiều cao tối đa từ mặt lắp ghép trở lên 120mm Kẹp chặt với khung bulong M12 Hành trình tối đa ăn khớp vào khuôn cối 60mm Độ phẳng mặt lắp ráp 0.005 68 Viện SĐH-ĐHBKHN 4.5 Một số hình ảnh máy hoạt động Hình 4.4: Hình ảnh máy ép Hình 4.5: Màn hình khởi động 69 Viện SĐH-ĐHBKHN Hình 4.5: Quá trình ép Hình 4.6: Quá trình gắp vật Hình 4.7: Quá trình cân sản phẩm xếp vào khay 70 Viện SĐH-ĐHBKHN KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG NGHIÊN CỨU TIẾP THEO Kết luận - Đã hoàn thành việc nghiên cứu, thiết kế, chế tạo máy ép bột thạch anh song động, có lực ép lớn 7,5 - Hệ thống cấp bột với độ xác 4,1± 0,02gram - Bước đầu khảo sát mối quan hệ lực ép biên dạng hệ ảnh hưởng đến chiều cao sản phẩm sau ép Kiến nghị hướng nghiên cứu tiếp theo Với kết nghiên cứu đề tài “Nghiên cứu thiết kế chế tạo kết cấu máy ép quy trình sản xuất viên gốm áp điện từ bột thạch anh”, tác giả nhận thấy đề tài hoàn toàn có thể nghiên cứu mở rộng theo hướng sau : - Nghiên cứu chế hệ thống đổ bột đạt khối lượng với dung sai nhỏ ± 0.005 gram Đồng thời tăng thời gian cấp bột - Nghiên cứu cấu ly hợp để điều chỉnh tốc độ chạy trục ép vít me bi chế độ khơng tải có thể đạt 1200 vịng/phút - Tiến tới dùng cơng nghệ vision để kiểm tra thông số hình học viên gốm áp điện sau ép xong 71 Viện SĐH-ĐHBKHN TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt Trịnh Chất, Lê Văn Uyển (2002), Tính toán thiết kế hệ thống dẫn động khí, NXB Giáo dục Ninh Đức Tốn (2012), Dung sai và lắp ghép, NXB Giáo dục Ninh Đức Tốn (2009), Sổ tay dung sai và lắp ghép, NXB Giáo dục Nguyễn Đắc Lộc, Lê Văn Tiến, Ninh Đức Tốn, Trần Xuân Việt(2003), Sổ tay công nghệ chế tạo máy tập 2, NXB Khoa học Kỹ thuật Tiếng anh Shinko denshi Co.,ltd, Tuning-fork blance SJ series ADTech Technology Co.,ltd, Adtech axis scara robot catalogue.pdf https://www.makishinko.com/pdf-manual/catalog_Screw-Jack.pdf https://www.asco.com/ASCO%20Asset%20Library/numatics-vacuumproducts-catalog.pdf http://www.powderdosing.info/ 10 https://www.americanpiezo.com/knowledge-center/piezotheory/piezoelectricity.html 11 https://sensortechcanada.com/piezoelectric-ceramics/ 12 https://www.ceramicindustry.com/articles/95168-from-powder-to-parts-anintroduction-to-manufacturing-piezoelectric-pzt-ceramic-components 72 ... ? ?Nghiên cứu thiết kế chế tạo kết cấu máy ép quy trình sản xuất viên gốm áp điện từ bột thạch anh? ?? làm đề tài nghiên cứu Mục đích, đối tượng phạm vi nghiên cứu đề tài Đối tượng phạm vi nghiên cứu. .. học Cơ Điện Tử 2016B Dưới hướng dẫn PGS.TS HỒNG VĨNH SINH tơi nhận nghiên cứu đề tài: “ Nghiên cứu thiết kế chế tạo kết cấu máy ép quy trình sản xuất viên gốm áp điện từ bột thạch anh. ” Tôi... yếu đề tài nghiên cứu tổng quan viên gốm áp điện phương pháp tạo Nghiên cứu cấu trúc máy ép bột thạch anh để đưa sở tính tốn thiết kế máy ép bột dùng động điện Cuối xây dựng quy trình cơng