Nghiên cứu nâng cao năng suất của quá trình bôi keo đế, mũ giày

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HCM TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA PHAN THÀNH TRỌNG NGHIÊN CỨU NÂNG CAO NĂNG SUẤT CỦA Q TRÌNH BƠI KEO ĐẾ, MŨ GIÀY Chun ngành: CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY Mã số: 605204 LUẬN VĂN THẠC SĨ TP HỒ CHÍ MINH, tháng 06 năm 2013 CƠNG TRÌNH ĐƯỢC HỒN THÀNH TẠI TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA –ĐHQG –HCM Cán hướng dẫn khoa học: TS Nguyễn Văn Tường (Ghi rõ họ, tên, học hàm, học vị chữ ký) Cán chấm nhận xét 1: TS Nguyễn Văn Giáp (Ghi rõ họ, tên, học hàm, học vị chữ ký) Cán chấm nhận xét 2:PGS TS Phạm Ngọc Tuấn (Ghi rõ họ, tên, học hàm, học vị chữ ký) Luận văn thạc sĩ bảo vệ Trường Đại học Bách Khoa, ĐHQG Tp HCM ngày 29 tháng 07 năm 2013 Thành phần Hội đồng đánh giá luận văn thạc sĩ gồm: (Ghi rõ họ, tên, học hàm, học vị Hội đồng chấm bảo vệ luận văn thạc sĩ) TS Nguyễn Văn Tường TS Nguyễn Văn Giáp PGS TS Phạm Ngọc Tuấn TS Phan Tấn Tùng PGS TS Trần Thiên Phúc Xác nhận Chủ tịch Hội đồng đánh giá LV Trưởng Khoa quản lý chuyên ngành sau luận văn sửa chữa (nếu có) CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG PGS TS Trần Thiên Phúc TRƯỞNG KHOA PGS TS Nguyễn Hữu Lộc ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP.HCM CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA Độc lập - Tự - Hạnh phúc NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ Họ tên học viên: Phan Thành Trọng MSHV: 11044554 Ngày, tháng, năm sinh: 08/07/1982 Nơi sinh: Khánh Hịa Chun ngành: Cơ khí chế tạo máy Mã số: 605204 I TÊN ĐỀ TÀI: NGHIÊN CỨU NÂNG CAO NĂNG SUẤT CỦA Q TRÌNH BƠI KEO ĐẾ, MŨ GIÀY II NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG: - Nghiên cứu tổng quan sản xuất giày dép - Phân tích q trình bơi keo suất bơi keo - Quy trình thực nghiệm - Kết thực nghiệm III NGÀY GIAO NHIỆM VỤ: 21/01/2013 IV NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ: 21/06/2013 V CÁN BỘ HƯỚNG DẪN : TS Nguyễn Văn Tường Tp HCM, ngày 21 tháng 01 năm 2013 CÁN BỘ HƯỚNG DẪN CHỦ NHIỆM BỘ MÔN ĐÀO TẠO (Họ tên chữ ký) (Họ tên chữ ký) TS Nguyễn Văn Tường PGS TS Phạm Ngọc Tuấn TRƯỞNG KHOA (Họ tên chữ ký) LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu riêng tơi Các số liệu, kết nêu luận văn trung thực chưa công bố cơng trình khác Tp Hồ Chí Minh, ngày 21/06/2013 Học viên Phan Thành Trọng i LỜI CẢM ƠN Lời em xin chân thành cảm ơn hướng dẫn, dạy giúp đỡ tận tình thầy cô giảng dạy sau đại học - Trường Đại học Bách Khoa, Đại học quốc gia thành phố Hồ Chí Minh Em xin cảm ơn thầy PGS TS Phạm Ngọc Tuấn TS Nguyễn Văn Tường tận tình hướng dẫn truyền đạt kiến thức kinh nghiệm quý báu giúp em có đầy đủ kiến thức để hoàn thành luận văn Và em xin cảm ơn bạn bè, đồng nghiệp người thân gia đình tin yêu truyền thêm nghị lực cho em trình học tập nghiên cứu thân Mặc dù cố gắng nhiều việc thực luận văn, song với thời gian có hạn, nên khơng thể tránh khỏi thiếu sót chưa hồn chỉnh, mong đóng góp ý kiến quý Thầy Cô bạn Tp Hồ Chí Minh, ngày 21/06/2013 ii TĨM TẮT LUẬN VĂN Nội dung luận văn trình bày nâng cao suất q trình bơi keo đế, mũ giày hệ thống tự động bôi keo chi tiết đế, mũ giày Nội dung nghiên cứu luận văn bao gồm: thiết kế nguyên lý hoạt động máy, nguyên lý điều khiển vận hành, nguyên lý bôi keo thông số điều khiển thiết bị, kết thực nghiệm iii ABSTRACT This thesis introduces about enhancing the productivity in the automatic shoes soles, uppers cementing system The contents include: designing operation principles of the machine, control principles, adhesive gluing principles and control parameters of the device, result of experimental design iv MỤC LỤC Trang LỜI CAM ĐOAN i LỜI CẢM ƠN ii TÓM TẮT LUẬN VĂN .iii ABSTRACT iv MỤC LỤC v DANH MỤC HÌNH VẼ .vii DANH MỤC CÁC BẢNG Error! Bookmark not defined Chương 1: TỔNG QUAN 1.1 Tình hình công nghiệp sản xuất giày dép Việt Nam 1.2 Qui trình sản xuất giày Vina Giày 1.3 Tính cấp thiết đề tài 1.4 Mục tiêu nghiên cứu 1.5 Nội dung nghiên cứu 1.6 Giới hạn phạm vi nghiên cứu 1.7 Phương pháp nghiên cứu 1.8 Ý nghĩa khoa học luận văn 1.9 Ý nghĩa thực tiễn luận văn Chương 2: THIẾT BỊ BÔI KEO VÀ CÁC THÔNG SỐ VẬN HÀNH 2.1 Mở đầu 2.2 Bố trí thiết bị bơi keo đế, mũ giày hệ thống mài bôi keo 2.3 Cấu tạo nguyên lý hoạt động thiết bị bôi keo đế, mũ giày 10 2.3.1 Cấu tạo 10 2.3.2 Nguyên lý hoạt động 10 v 2.4 Tính thông số kỹ thuật 12 2.4.1 Tính 12 2.4.2 Thông số kỹ thuật 13 2.5 Các thông số vận hành máy 13 2.5.1 Bề mặt đế, mũ giày cần bôi keo 13 2.5.1.1.Vật liệu mũ, đế giày 13 2.5.1.2.Bề mặt bôi keo 14 2.5.2 Keo dán giày phụ gia 17 2.5.2.1 Keo 3300H 20 2.5.2.2 Chất đông rắn GE-348 25 2.5.2.3 Dung môi 303 27 2.5.2.4 Chất xử lí 311 28 2.5.2.5 Quy trình pha hỗn hợp keo chất đông rắn 29 2.5.3 Kích thước đầu bơi keo 29 2.5.4 Bình chứa keo 33 2.5.5 Lượng keo sử dụng đơn vị diện tích đế, mũ giày 36 2.6 Vật tốc di chuyển đầu bôi keo 37 2.6 Mối quan hệ suất vận tốc 38 Chương 3: PHƯƠNG ÁN BÔI KEO VÀ VẬN HÀNH HỆ THỐNG 39 3.1 Mở đầu 39 3.2 Điều kiện bôi keo đạt yêu cầu 39 3.3 Quy trình xử lí bề mặt chi tiết trước bôi keo 39 3.4 Q trình bơi keo 43 3.5 Phương án bôi keo 45 vi 3.6 Chức máy bôi keo 47 3.7 Xác định cấu hình qui trình vận hành cho hệ thống bôi keo đế mũ giày 47 3.8 Bảo quản hệ thống bôi keo 49 3.8.1 Nguyên nhân tắc nghẽn hệ thống 49 3.8.2 Biện pháp khắc phục 49 3.9 Thời gian bôi keo 50 3.10 Năng suất bôi keo 54 3.11 Hướng dẫn vận hành 59 Chương 4: THỰC NGHIỆM VẬN HÀNH MÁY BÔI KEO 65 4.1 Mục tiêu thực nghiệm 65 4.2 Thông số đầu vào cần thực nghiệm 65 4.3 Máy, thiết bị, dụng cụ, hóa chất thực nghiệm 65 4.3.1 Máy 65 4.3.2 Thiết bị, dụng cụ 66 4.3.3 Hóa chất 67 4.4 Quy trình thực nghiệm 67 4.4.1 4.4.2 Xác định tốc độ quay đầu bôi keo 𝑛đ𝑏𝑘 67 Bước tiến bôi keo 𝑆𝑦, Sx 69 4.5.Kết thực nghiệm 70 TÀI LIỆU THAM KHẢO 72 PHỤ LỤC 73 LÝ LỊCH TRÍCH NGANG 78 vii STT Chú ý an tồn Nếu có cố xãy q trình bơi keo, để bảo vệ an tồn nhấn nút “DỪNG KHẨN CẤP” bảng điều khiển báo cho người quản lý 01 Trong trình máy hoạt động bơi keo, khơng có thao tác 02 hình bảng điều khiển, không đưa tay hay đầu vào vùng không gian làm việc máy 03 04 Chỉ người có thẩm quyền, huấn luyện, đào tạo kỹ thao tác máy Chỉ người có thẩm quyền thay đổi hay điều chỉnh thông số cài đặt máy 64 Chương 4: THỰC NGHIỆM VẬN HÀNH MÁY BÔI KEO 4.1 Mục tiêu thực nghiệm Phương pháp thực nghiệm nhằm tìm hiểu mối quan hệ thông số ảnh hưởng đến suất, chất lượng bơi keo để từ điều chỉnh thông số đầu vào cho phù hợp với suất yêu cầu nhà sản xuất 4.2 Thông số đầu vào cần thực nghiệm Các thông số đầu vào ảnh hưởng qua trình sản xuất như: tốc độ chuyển động trục oy, ox; tốc độ quay đầu bôi keo nđbk; biên dạng chi tiết đế, mũ giày Thực nghiệm tiến hành công ty chế tạo máy bôi keo Tân Hiệp Lực, địa 186 Dương Tử Giang, phường 4, quận 11, thành phố Hồ Chí Minh, với thơng số đề cặp bên thông số thực nghiệm với mức giá trị khác để tìm giới hạn lớn nhỏ theo xác suất thống kê 4.3 Máy, thiết bị, dụng cụ, hóa chất thực nghiệm 4.3.1 Máy Thực nghiệm tiến hành máy bôi keo đế, mỹ giày chế tạo công ty Tân Hiệp Lực, 186 Dương Tử Giang, phường 14, Quận 11, Tp Hồ Chí Minh 65 Hình 4.1: Máy bôi keo tự động đế, mũ giày Trong đó: Đồ gá mũ giày Đầu bơi keo mũ giày Bảng điều khiển đế, mũ giày Đầu bôi keo đế giày Đồ gá đế giày 4.3.2 Thiết bị, dụng cụ Các thiết bị hỗ trợ cho q trình thực nghiệm như: - Thước cặp có đồng hồ số - Thước dây 66 - Đồng hồ bấm - Chi tiết phom, đế, mũ giày nam size từ 38 đến 43 4.3.3 Hóa chất Các hóa chất sử dụng để bơi keo đế, mũ giày công ty Vina giày như: - Keo 3300H: Được mua từ chi nhánh Công Ty TNHH An Thái Khang, 176/31 Trần Huy Liệu, P 15, Q Phú Nhuận, Tp Hồ Chí Minh - Chất đơng rắn 348 chất xử lí 303: Được mua từ Công Ty TNHH Keo Tổng Hợp Đại Đông, 172-174 Nguyễn Hồng Đào, P 14, Q Tân Bình, Tp Hồ Chí Minh 4.4 Quy trình thực nghiệm 4.4.1 Xác định tốc độ quay đầu bôi keo 𝒏đ𝒃𝒌 Vận tốc dài đầu bôi keo xác định qua công thức: Trong đó: 𝑉đ𝑏𝑘 = 𝑛đ𝑏𝑘 𝜋.𝐷 𝑚 (𝑝ℎú𝑡) 1000 (4.1) 𝑛đ𝑏𝑘 : vận tốc quay đầu bơi keo, vịng/phút D: đường kính đầu bơi keo, mm Vận tốc dài đầu bôi keo bị hạn chế định nghĩa bơi keo đạt u cầu trình bày chương 2: Khi vận tốc chuyển động nhanh bơi keo khơng đạt u cầu, keo chưa kịp bơm ra, độ nhớt keo cao (1800cps) mà cần khoảng thời gian định để keo bơm phân bố đủ bề mặt chi tiết Mặc khác, vận tốc dài 𝑉đ𝑏𝑘 đầu bôi keo xác định qua công thức: 𝑉đ𝑏𝑘 = 𝑆𝑏𝑘 (4.2) 𝑡𝑏𝑘 67 Giả sử vận tốc dài đầu bôi điểm biên dạng chi tiết theo suất thiết kế thời gian 𝑡𝑏𝑘 dùng để bôi keo cho chi tiết đế mũ giày xác định: 𝑡𝑏𝑘 = 3,2 (s) Chu vi size giày nam sản xuất phổ biến công ty Vina giày từ 38 đến 43, đo thực tế theo bảng sau: Bảng 4.1: Chu vi số size giày công ty Vina giày STT Cỡ size giày Chu vi (mm) 01 38 670 02 39 680 03 40 690 04 41 700 05 42 710 06 43 720 Từ công thức 4.2 bảng giá trị chu vi size giày bảng 4.1 trên, giá trị vào công thức, tính vận tốc dài đầu bơi keo tương ứng cho kết theo bảng 4.2 sau: Bảng 4.2: Vận tốc dài đầu bôi keo tứơng ứng với size giày nam từ 38 đến 43 STT Cỡ sSize giày 01 38 𝑉đ𝑏𝑘 (mm/s) 02 39 212,50 03 40 215,62 04 41 218,75 05 42 221,75 06 43 225 68 209,37 Từ kết bảng 4.2 vào cơng thức 4.1 trên, ta tìm số vịng quay tương ứng với size giày: Bảng 4.3: Số vịng quay đầu bơi keo 𝑛đ𝑏𝑘 (v/p) STT Cỡ sSize giày 01 38 02 39 1691,88 03 40 1716,72 04 41 1741,64 05 42 1756,52 06 43 1791,40 1666,96 Dựa vào bảng 4.3 trên, số vòng quay đầu bôi keo thuộc khoảng: � 1666,96 < 𝑛đ𝑏𝑘 < 1791,40 � 𝑛đ𝑏𝑘 ∶ 𝑆ố 𝑛𝑔𝑢𝑦ê𝑛, 𝑐ℎẵ𝑛 Suy ra, số vòng vịng quay đầu bơi keo lựa chọn khoảng: 1670 ≤ 𝑛đ𝑏𝑘 ≤ 1790 (4.3) 4.4.2 Bước tiến bôi keo 𝑺𝒚 , Sx Thời gian bôi keo tính sau: [17] 𝑇0 = 𝐿.ℎ 𝑛đ𝑏𝑘 𝑆𝑦 𝑡 (𝑝ℎú𝑡) (4.4) Trong đó: L: Chiều dài di chuyển đầu bôi keo, mm h: Lượng dư bôi keo, mm, h = 1mm Đầu bôi keo bôi lần khơng có lượng dư gia cơng sau bơi 69 𝑛đ𝑏𝑘 : Số vịng quay đầu bơi keo, vịng/phút t: Chiều sâu lưới bơi keo, mm, t= 2mm Chiều sâu lưới đầu bôi keo lấn xuống bề mặt chi tiết, chiều sâu xác định qua thực nghiệm Từ công thức (4.3) (4.4), ta có: 1670 ≤ 𝑛đ𝑏𝑘 = 10688 Từ phương trình (4.5): 𝐿 𝐿 ≤ 1790 3,3 𝑆𝑦 ≤ 𝑆𝑦 ≤ 11456 𝐿 (4.5) • Sy  max L  min, nên L = 670mm Thế vào phương trình (4.5) ta có: 16,1 (𝑚𝑚/𝑣ị𝑛𝑔) ≤ 𝑆𝑦 ≤ 17,1 (𝑚𝑚/𝑣ị𝑛𝑔) (4.6) • Sy  L  max, nên L = 710mm Thế vào phương trình (4.5), ta có: 14,8 (𝑚𝑚/𝑣ị𝑛𝑔) ≤ 𝑆𝑦 ≤ 15,9 (𝑚𝑚/𝑣ị𝑛𝑔) (4.7) Vậy bước tiến bơi keo Sy, Sx theo trục oy, ox lựa chọn khoảng: 14,8 (𝑚𝑚/𝑣ò𝑛𝑔) ≤ 𝑆 ≤ 17,1 (𝑚𝑚/𝑣ò𝑛𝑔) 4.5 Kết thực nghiệm Trên sở thực nghiệm xác định thơng số quy trình ảnh hưởng trực tiếp đến suất, chất lượng q trình bơi keo, ta đưa thông số đầu vào thực nghiệm để kiểm sốt q trình nhằm đạt giá trị mong muốn nhà sản xuất yêu cầu cơng nghệ 70 Bảng 4.4: Bộ thơng số q trình STT Thơng số quy trình Min Max 01 Số vịng quay nđbk (V/p) 1670 1790 02 Bước tiến bôi keo Sx, Sy (mm/vịng) 14,8 17,1 03 Góc xoay quay trục B (độ) 300 4.6 Kết luận kiến nghị 4.6.1 Kết luận Các kết thực nghiệm thỏa yêu cầu đề ra: - Thỏa định nghĩa bôi keo đạt yêu cầu - Thỏa yêu cầu chất chất lượng sản phẩm - Năng suất máy thỏa yêu cầu đăng kí đề 4.6.2 Kiến nghị Luận văn thực nhiệm vụ đề nhiên số hạn chế cần khắc phục Máy bôi keo cần cải tiến phần khí về: - Kết cấu đầu bơi keo đế mũ giày nên tinh gọn - Kết cấu đồ gá bôi keo đế, mũ giày nên sử dụng đa để sử dụng nhiều loại size giày khác với thời gian tháp lắp nhanh xác - Cần tiến hành quy hoạch thực nghiệm việc bôi keo đế, mũ giày size giày nam để từ tiến hành quy hoạch thực nghiệm để tối ưu hóa thơng số quy trình 71 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Trang tin điện tử Bộ Công Thương Việt Nam, Internet: http://www.gov.vn [2] J Y Kim “CAD-Based automated robot programming in adhesive spray systems for shoe uutsoles and uppers” Korea, 2004 [3] Internet: http://www.selicchemical.com [4] Sina Ebnesajjad, “Handbook of adhesive technology”, (2nd edition), Aug 2008 [5] Internet: http://www.goldentop-adhesives.com/vn/footware_leather_adhesives.htm [6] Loctite “The Adhesive Sourcebook” Vol 15, 2013 [7] Internet: http://www.alibaba.com/Toluene_Free_Solvent_based_PU_Adhesive [8] Florentina Harnagea “Innovative solutions for sustainable development of textiles industry” Oradea, 2009 [9] Phoenix “Polyurethanes technical conference” Sep 23 - 25, 2013 [10] Internet: http://www.leibrock.de/Seiten_englisch/Produkte/Bodenbau_rauhen/RZ20.htm [11] Internet: http://www.cerim.com/production/K176.htm [12] Internet: http://www.stainless/austenitic/304_304L.pdf [13] “Gluing machine manufactures, general machine catalogue” 2009 & 2010 [14] Fengjun HU “RA spraying thickness control by process constraints and depth information” China, 2012 [15] Internet: http://www.omega/handheld-thermocouple-thermometers-hh800.html [16] Internet: http://www.machine recondition_macsenior_shoes_ing.pdf [17] Nguyễn Ngọc Đào, Hồ Viết Bình, Phan Minh Thanh, “cơ sở công nghệ chế tạo máy”, đại học sư phạm kỹ thuật Hồ Chí Minh, 2003 72 PHỤ LỤC Phụ lục 1: Bảng kích cỡ giày Phụ lục 2: Bảng khối lượng keo đế, mũ giày quy trình phun 73 Phục lục 3: Bảng loại keo PU đặc tính chúng 74 Phụ lục 4: Bảng loại hóa chất làm cứng cho keo PU đặc tính chúng 75 Phụ lục 5: Bảng loại hóa chất làm pha lỗng cho keo PU đặc tính chúng 76 Phụ lục 6: Bảng nhân tố tỉ lệ theo kích cỡ size giày 77 LÝ LỊCH TRÍCH NGANG Họ tên: Phan Thành Trọng Ngày, tháng, năm sinh: 08/07/1982 Nơi sinh: Khánh Hòa Địa liên lạc: 42B Đường TX 52, Phường Thạnh Xuân, Quận 12, TP.HCM Điện thoại: 0947925395 Email: trongctm2011@yahoo.com Quá trình đào tạo: - Từ 2002 - 2007: Sinh viên ngành Cơ Khí chế tạo máy, Khoa Cơ Khí, Trường Đại Học Nha Trang - Từ 2011 - nay: Học viên cao học ngành Công nghệ chế tạo máy Trường Đại học Bách Khoa, Đại học Quốc gia Thành Phố Hồ Chí Minh Q trình cơng tác: - Từ 2007 – 2008: Công tác công ty Điện Quang, Biên Hòa, Đồng Nai - Từ 2008 – 2010: Công tác công ty Trường Hải ô tô, Biên Hịa, Đồng Nai - Từ 2010 – nay: Cơng tác công ty TNHH II-VI Việt Nam, thị xã Thuận An, tỉnh Bình Dương 78 ... ĐỀ TÀI: NGHIÊN CỨU NÂNG CAO NĂNG SUẤT CỦA Q TRÌNH BƠI KEO ĐẾ, MŨ GIÀY II NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG: - Nghiên cứu tổng quan sản xuất giày dép - Phân tích q trình bơi keo suất bơi keo - Quy trình thực... ii TÓM TẮT LUẬN VĂN Nội dung luận văn trình bày nâng cao suất q trình bơi keo đế, mũ giày hệ thống tự động bôi keo chi tiết đế, mũ giày Nội dung nghiên cứu luận văn bao gồm: thiết kế nguyên lý... trình bày trên, việc nghiên cứu mối quan hệ thông số vận hành suất máy bôi keo mũ, đế giày cần thiết 1.4 Mục tiêu nghiên cứu Nghiên cứu mối quan hệ thông số vận hành suất máy bơi keo mũ, đế giày