Xác định độ tin cậy trên cơ sở mòn của chày trên khuôn ép gạch ceramics nhà máy gạch mikado thái bình

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT NGÀNH: CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY XÁC ĐỊNH ĐỘ TIN CẬY TRÊN CƠ SỞ MỊN CỦA CHÀY TRÊN KHN ÉP GẠCH CERAMICS NHÀ MÁY GẠCH MIKADO THÁI BÌNH NGUYỄN XUÂN ĐỈNH THÁI NGUYÊN – 2010 Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT XÁC ĐỊNH ĐỘ TIN CẬY TRÊN CƠ SỞ MỊN CỦA CHÀY TRÊN KHN ÉP GẠCH CERAMICS NHÀ MÁY GẠCH MIKADO THÁI BÌNH Ngành : CƠNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY Lớp: Cao học K1123.04.3898 Học Viên: NGUYỄN XUÂN ĐỈNH HD Khoa học: TS NGUYỄN ĐÌNH MÃN Khoa sau Đại học Hướng dẫn khoa học Học viên TS Nguyễn Văn Hùng TS Nguyễn Đình Mãn Nguyễn Xuân Đỉnh Giám hiệu duyệt THÁI NGUYÊN – 2010 Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn LỜI CẢM ƠN Lời tác giả bày tỏ lòng biết ơn kính trọng tới Thầy giáo - TS Nguyễn Đình Mãn - Hiệu trưởng Trường Cao đẳng Kinh tế - Kỹ thuật thuộc Đại học Thái Nguyên, người hướng dẫn giúp đỡ tơi tận tình từ định hướng đề tài trình viết hồn chỉnh luận văn Tác giả bày tỏ lịng biết ơn đến Ban Giám hiệu, Khoa đào tạo sau Đại học Trường Đại học Kỹ thuật Công nghiệp Thái nguyên tạo điều kiện thuận lợi để hồn thành luận văn Tác giả bày tỏ lịng biết ơn Đảng ủy, Ban Giám hiệu, Khoa Cơ khí Trường Cao đẳng Công nghiệp Thái Nguyên giành quan tâm điều kiện thuận lợi giúp tơi hồn thành luận văn thời hạn Tác giả xin chân thành cảm ơn Ban giám đốc, Lãnh đạo phân xưởng Cơ Điện nhà máy gạch MIKADO Thái Bình tạo điều kiện thuận lợi để tác giả khảo sát đo độ mịn Chày khn ép gạch ceramics trực tiếp máy đồng thời tìm hiểu tài liệu, số liệu liên quan đến khuôn ép, máy ép qui trình sản xuất gạch ceramics nhà máy Tác giả muốn cảm ơn Lãnh đạo Công ty cổ phần thiết bị gốm sứ khuôn ép Foshan tạo điều kiện thuận lợi cho tơi tham quan, tìm hiểu qui trình sản xuất, sửa chữa khuôn ép Tác giả xin gửi lời cám ơn đến Ban Giám đốc, phịng KCS Cơng ty 27 – Bộ Quốc phịng tận tình giúp đỡ trình nghiên cứu vật liệu làm Chày Tác giả bày tỏ lịng biết ơn đến Gia đình, Anh em bạn bè, người động viên, khích lệ, giúp tơi thêm ý chí, nghị lực mơi trường làm việc tốt Mặc dù có nhiều cố gắng, song luận văn chắn không tránh khỏi sai sót, hạn chế Kính mong nhận chia sẻ ý kiến đóng góp q báu Thầy, Cô giáo, nhà khoa học bạn đồng nghiệp để luận văn hoàn thiện Tác giả Nguyễn Xuân Đỉnh Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn -1- MỤC LỤC Danh mục kí hiệu chính…………………………………………………… Danh mục bảng …………………………………………………………… Danh mục hình vẽ, đồ thị ………………………………………………… MỞ ĐẦU ……………………………………………………………………… Tính cấp thiết đề tài ……………………………………………………… Mục đí ch nghiên cứu của đề tài……………………………………………… 10 Ý nghĩa khoa học thực tiễn đề tài …………………………………… 10 Phương pháp nghiên cứu …………………………………………………… 11 Nội dung luận văn …………………………………………………………… 11 Chương TỔNG QUAN VỀ NHỮNG NGHIÊN CỨU ĐỘ TIN CẬY TRÊN CƠ SỞ MỊN CỦA KHN ÉP GẠCH CERAMICS ………………………… 12 1.1 Ý nghĩa vấn đề độ tin cậy …………………………………………… 12 1.2 Các khái niệm trạng thái đối tƣợng …………………… 13 1.2.1 Chất lượng sản phẩm …………………………………………… 13 1.2.2 Hiệu ……………………………………………………………… 13 1.2.3 Khả làm việc …………………………………………………… 13 1.2.4 Hỏng ………………………………………………………………… 13 1.3.5 Hỏng ………………………………………………………… 13 1.2.6 Hỏng đột ngột ………………………………………………………… 13 1.2.7 Trạng thái giới hạn …………………………………………………… 13 1.2.8 Tuổi thọ ……………………………………………………………… 13 1.3 Những yếu tố ảnh hƣởng đến độ tin cậy ………………………………… 14 1.3.1 Phân theo loại ………………………………………………………… 14 1.3.2 Phân theo dạng biểu …………………………………………… 14 1.3.3 Phân theo trình tác dụng ………………………………………… 15 1.3.4 Phân loại theo nguyên nhân …………………………………………… 15 1.4 Độ tin cậy chi tiết máy sở mòn …………………………… 1Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 15 http://www.lrc-tnu.edu.vn -2- 1.4.1 Quan điểm xác suất tượng mài mòn ………………………… 15 1.4.2 Xác định tiêu độ tin cậy theo thời gian hỏng mòn ……… 17 1.4.3 Xác định tiêu độ tin cậy theo thể mòn …………………… ……………… 18 1.4.4 Quan hệ độ tin cậy tốc độ mòn ……………………………… 19 1.4.5 Quan hệ độ tin cậy cường độ mòn …………………………… 22 1.5 Máy ép vấn đề độ tin cậy sở mịn khn ép gạch Ceramics…… 23 1.5.1 Cấu tạo chung máy ép gạch thủy lực ……………………… 24 1.5.2 Nguyên lý làm việc máy ép gạch thủy lực ……………………… 26 1.5.3 Cấu tạo chung khuôn ép ………………………………………… 28 1.5.4 Vật liệu chế tạo Chày …………………………………………… 34 1.5.5 Hiện tượng mịn khn ép gạch ceramics …………………………… 35 1.5.6 Khái qt tình nghiên cứu độ tin cậy khn ép gạch ceramics 37 1.6 Kết luận chƣơng ……………………………………………………… 38 Chương XÁC ĐỊNH ĐỘ TIN CẬY TRÊN CƠ SỞ MỊN CỦA CHÀY TRÊN KHN ÉP GẠCH CERAMICS TẠI CƠ SỞ SẢN XUẤT 39 2.1 Nội dung phƣơng pháp nghiên cứu 39 2.2 Đo mòn Chày khuôn ép sở sản xuất ………………………… 39 2.2.1 Xác định vị trí đo ……………………………………………………… 40 2.2.2 Sơ đồ đo ……………… 41 2.2.3 Dụng cụ đo …………………………………………………………… 42 2.2.4 Đồ gá dụng cụ đo ……………………………………………………… 42 2.2.5 Xác định lượng mòn giới hạn ………………………………………… ……………… 46 2.2.6 Các bước đo…………………………………………………………… 46 2.2.7 Thời điểm khảo sát…………………………………………………… 47 2.2.8 Giới hạn khảo sát ……………………………………………………… 47 2.2.9 Số lượng mẫu khảo sát ………………………………………………… ……………… 47 2.2.10 Khử số liệu có chứa sai số thơ ……………………………………… 48 2.2.11 Kết đo mòn Chày sở sản xuất ……………………… 49 2.3 Phƣơng pháp xác định độ tin cậy Chày khn ép gạch 2Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn -3- ceramis sở mòn ……………………………………………………… 52 2.4 Độ tin cậy Chày khuôn ép gạch ceramic ……………………… 62 2.4.1 Đồ thị hàm hồi qui lượng mòn theo thời gian ………………………… 62 2.4.2 Thời gian hỏng mòn ……………………………………………… 63 2.4.3 Đồ thị hàm mật độ phân phối Gauss đồ thị hàm tin cậy ………… 65 2.5 Chu kỳ thay Chày khuôn ép gạch ceramis ……………… 67 2.6 Kết luận chƣơng 68 Chƣơng 3: MỘT SỐ BIỆN PHÁP NHẰM NÂNG CAO ĐỘ TIN CẬY CỦA CHÀY TRÊN 69 3.1 Nâng cao độ tin cậy Chày 69 3.1.1 Vật liệu chế tạo Chày …………………………………………… 69 3.1.2 Kết cấu Chày …………………………………………………… 72 3.1.3 Vật liệu làm gạch 73 3.2 Kết luận chƣơng ……………………………………………………… 74 KẾT LUẬN CHUNG 75 ĐỀ XUẤT HƢỚNG NGHIÊN CỨU TIẾP THEO 75 TÀI LIỆU THAM KHẢO …………………………………………………… 76 3Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn -4- DANH MỤC CÁC KÍ HIỆU CHÍNH Kí hiệu Ý nghĩa Đơn vị D(X), σ2 Phương sai đại lượng ngẫu nhiên X E(X) Kỳ vọng toán đại lượng ngẫu nhiên X f (x) Hàm mật độ phân phối đại lượng ngẫu nhiên X f(t) Hàm mật độ phân phối tuổi thọ sản phẩm f(U) Hàm mật độ phân phối lượng mòn F(x) Hàm mật độ phân phối xác xuất đại lượng ngẫu nhiên X h0 Kích thước mẫu thời điểm t = mm ht Kích thước mẫu sau thời gian thử mòn t mm Hi Tần số khoảng chia thứ i Iu Cường độ mòn đường Iv Cường độ mòn khối Sm Quãng đường ma sát k Số khoảng chia Ks Hệ số sẵn sàng Ksd Hệ số sử dụng kỹ thuật P(T ≥ t) Xác suất làm việc không hỏng chi tiết khoảng thời gian 0÷t P[U(t)≤ Ugh] Xác suất để lượng mịn thời điểm t khơng lớn lượng mịn giới hạn Q(t) Xác suất hỏng ri Tần suất khoảng chia thứ i R(t) Hàm tin cậy (Xác suất làm việc khơng hỏng) 4Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn -5- s Số lượng tham số luật phân phối t Thời gian làm việc chi tiết nghiên cứu tγ Tuổi thọ gama phần trăm T Thời gian làm việc ngẫu nhiên không hỏng h Ttb Thời gian làm việc trung bình đến hỏng h U Lượng mịn kích thước mm U’ Tốc độ mòn Mm/h Ugh Lượng mòn giới hạn mm Ur Độ mòn sau thời gian chạy rà mm Vr Thể tích mịn chạy rà mm3 V’ Tốc độ thay đổi thể tích mịn mm3/h Vgh Thể tích mịn giới hạn mm3 χ2 Tiêu chuẩn kiểm tra luật phân phối xác ĐLNN Ф(…) Hàm Laplace λ(t) Cường độ hỏng  Kỳ vọng đại lượng ngẫu nhiên ν Hệ số biến động σ Độ lệch tiêu chuẩn (độ lệch trung bình bình phương) τ Chu kỳ thay Ω(t) Kỳ vọng số lần hỏng trước thời điểm t 5Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên h h http://www.lrc-tnu.edu.vn -6- DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU TT Bảng số Nội dung Trang 1.1 Xác suất không hỏng dạng thể mòn khác 21 2.1 Kết đo mịn Chày khn ép gạch ceramics 50 2.2 Thời gian hỏng mòn Chày 64 2.3 Kết xử lý số liệu tuổi tho ti Chày khuôn ép gạch ceramics 66 2.4 Bảng tra độ tin cậy theo thời gian Chày khn ép gạch ceramics 67 6Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn -7- DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ VÀ ĐỒ THỊ TT Hình số Nội dung 1.1 Hình ảnh dây chuyền sản xuất gạch ceramics 10 1.2 Q trình mịn ngẫu nhiên hàm mật độ phân phối f(U), f(t) 16 1.3 Các thể mịn tuyến tính mật độ f(U), f(t) 18 1.4 Những phận máy ép SACMI 24 1.5÷1.11 1.12 Vị trí Chày trên, Chày Vanh trạng thái ép 28 1.13 Sơ đồ lắp đặt khn 30 1.14 Sơ đồ bố trí khn 31 1.15 Bản vẽ Chày 32 10 1.16 Hình ảnh Chày khn ép gạch ceramics 200 x 250 33 11 1.1.7 Ảnh kim loại (x 400) vật liệu mép Chày trước tẩm thực 34 12 1.1.8 Ảnh kim loại ( x 100) vật liệu mép Chày trước tẩm thực 34 13 1.19 Ảnh kim loại (x 40) vật liệu mép Chày sau tẩm thực 35 14 1.20 Ảnh lim loại (x 100) vật liệu mép Chày sau tẩm thực 35 15 1.21 Ảnh kim loại (x200) vật liệu mép Chày sau tẩm thực 35 16 1.22 Ảnh kim loại (x400) vật liệu mép Chày sau tẩm thực 35 17 2.1 Vị trí đo mịn Chày 40 18 2.2 Hình ảnh vùng mịn nhiều bề mặt Chày vị trí đo“M” 41 19 2.3 Sơ đồ đo mòn Chày 41 20 2.4 Đồng hồ so Mitutoyo 42 21 2.5 Sơ đồ gá đặt đồ gá dụng cụ đo 43 22 2.6 Hình chiếu trục đo đế đồ gá dụng cụ đo 43 Trang Nguyên lý làm việc máy ép 7Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 26,27 http://www.lrc-tnu.edu.vn - 63 - Umm Ugh= 0,26mm t (giờ) Hình 2.18 Tuyến tính hóa thể mòn 2.4.2- Thời gian hỏng mòn Thời gian hỏng mịn hồnh độ giao điểm đường thẳng U = ait+ bi, xử lý chương trình máy tính với i = ÷ 45, lượng mòn giới hạn U = 0,26 cho kết bảng 2.2 - 64 - Bảng 2.2- Thời gian hỏng mòn Chày - 65 - 2.4.3- Đồ thị hàm mật độ phân phối Gauss đồ thị hàm tin cậy Hình 2.19- Đồ thị hàm mật độ phân phối tuổi thọ mòn đồ thị hàm tin cậy Chày khuôn ép gạch Ceramics (đường bậc thang: Kết thực nghiệm, đường cong: Lý thuyết) - 66 - Bảng 2.3- Kết xử lý số liệu tuổi tho ti Chày khuôn ép gạch ceramics Theo kết xử lý số liệu tuổi thọ ti thể hình 2.19, độ tin cậy Chày tính theo cơng thức: R(t) = - [(t - 1159,1633)/ 60,5827] (2.35) Trong đó: - Φ ( ) hàm Laplace - t: thời gian làm việc chày đến lúc hỏng mịn Từ cơng thức 2.35, xác định độ tin cậy Chày ứng với - 67 - thời gian làm việc định Sử dụng chương trình Matlab để xử lý số liệu mịn, cho bảng tra độ tin cậy Chày khuôn ép gạch ceramics bảng 2.4 Bảng 2.4 Bảng tra độ tin cậy theo thời gian Chày khuôn ép gạch ceramics t(giờ R(t) t(giờ) R(t) 975 0.9988 1096 0,850 989 0.9975 1100 0,834 997 0,9962 1120 0,740 1009 0,9930 1130 0,684 1025 0,9865 1140 0,624 1035 0,9798 1151 0,548 1046 0,9681 1161 0,483 1060 0,9478 1171 0,418 1076 0,9135 1181 0,355 1090 0,8715 1191 0,297 … … … … 2.5- Chu kỳ thay Chày khuôn ép gạch ceramics Căn vào bảng 2.4 ta biết trước xác suất hỏng mòn khoảng thời gian sử dụng định trước ngược lại Ví dụ: Muốn cho xác suất làm việc tin cậy Chày đạt 87,15 % chu kỳ thay Chày τ = 1090 Với chu kỳ thay có 13,85% Chày bị hỏng mòn thời gian Tương tự muốn xác suất làm việc tin cậy Chày đạt 99,88% chu kỳ thay Chày τ = 975 Với chu kỳ thay có 0,12% Chày bị hỏng mịn Ngược lại định trước chu kỳ thay τ = 1100 xác suất làm việc tin cậy Chày 83,4% Với chu kỳ có 17,6% Chày bị hỏng mòn thời gian - 68 - * Nhận xét: Từ bảng tra 2.4 người sử dụng hồn tồn xác định chu kỳ thay Chày theo yêu cầu độ tin cậy đặt trước, hoàn tồn xác định độ tin cậy Chày cho trước thời gian làm việc 2.6- Kết luận chƣơng 1- Đã đưa phương pháp trình tự xác định độ tin cậy sở mòn Chày Trên sở phương pháp xác định độ tin cậy sở mòn chi tiết khác 2- Đã tiến hành khảo sát q trình mịn Chày chúng làm việc thực tế Nhà máy Các số liệu loại bỏ sai số thô, đảm bảo độ tin cậy nhận thấy tuổi thọ Chày cao so với Chày 3- Xác định hàm tin cậy vẽ đồ thị hàm tin cậy Chày 4- Định chu kỳ thay Chày theo yêu cầu độ tin cậy người sử dụng - 69 - Chƣơng MỘT SỐ BIỆN PHÁP NHẰM NÂNG CAO ĐỘ TIN CẬY CỦA CHÀY TRÊN KHUÔN ÉP GẠCH CERAMIC 3.1- Nâng cao độ tin cậy Chày Chày khuôn ép chi tiết quan trọng khuôn Độ tin cậy Chày có ảnh hưởng trực tiếp độ tin cậy khuôn (Chày trên, Chày Vanh khuôn) đồng thời ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm độ xác yếu tố thẩm mĩ Các dạng hỏng Chày bao gồm: Do mòn, sứt mẻ, biến dạng hình dáng hình học … Trong mịn dạng hỏng chủ yếu xảy Chày Theo [14] mịn khn ép nguội nói chung liên quan đến chế mịn dính, mịn cào xước mịn hố học gây tương tác hoá học vật liệu ép với bề mặt khn (đã trình bầy mục 1.5.5) 3.1.1- Vật liệu chế tạo Chày Do Chày phải làm việc điều kiện khắc nghiệt vật liệu chế tạo Chày cần đáp ứng số yêu cầu lý tính sau: - Có tính chịu mài mịn tốt điều kiện ma sát lớn - Có độ bền, khả chịu va đập tốt - Có khả chống ăn mịn hóa học Kết phân tích quang phổ Chày khn ép gạch ceramic cỡ 20 x 25 sử dụng nhà máy MIKADO Thái Bình cung cấp Cơng ty cổ phần thiết bị gốm sứ khuôn ép FOSHAN cho thấy phần vật liệu Chày làm từ thép bon chất lượng tốt (thép 45), Phần xung quanh mép Chày hàn que hàn hợp kim với nguyên tố có khả chịu mịn tốt như: Mn: khoảng 1,4 ÷ 1,65%, Ni