(Đồ án tốt nghiệp) thiết kế mô hình máy mài đai nhám sử dụng biến tần điều tốc

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGÀNH CNKT ĐIỆN – ĐIỆN TỬ THIẾT KẾ MƠ HÌNH MÁY MÀI ĐAI NHÁM SỬ DỤNG BIẾN TẦN ĐIỀU TỐC GVHD: NGUYỄN PHAN THANH SVTH: TRẦN PHƯƠNG LONG MSSV: 15142064 SKL006795 Tp Hồ Chí Minh, tháng 01/2020 TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH KHOA ĐÀO TẠO CHẤT LƯỢNG CAO ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ MƠ HÌNH MÁY MÀI ĐAI NHÁM SỬ DỤNG BIẾN TẦN ĐIỀU TỐC SVTH: TRẦN PHƯƠNG LONG MSSV: 15142064 Khoá: 2015-2019 Ngành: CNKT ĐIỆN – ĐIỆN TỬ GVHD: TS NGUYỄN PHAN THANH Tp Hồ Chí Minh, tháng năm 2020 i CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự – Hạnh phúc *** -Tp Hồ Chí Minh, ngày… tháng… năm 2020 NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Họ tên sinh viên: TRẦN PHƯƠNG LONG MSSV: 15142064 Ngành: Công nghệ kỹ thuật Điện- Điện Tử Lớp: 15142CL4 Giảng viên hướng dẫn: TS NGUYỄN PHAN THANH ĐT: Ngày nhận đề tài: 16/09/2019 Ngày nộp đề tài: 29/12/2019 Tên đề tài: Thiết kế mơ hình máy mài đai nhám sử dụng biến tần điều tốc Các số liệu, tài liệu ban đầu: - Một số mơ hình máy mài : Máy mài cầm tay, máy mài cố định đá mài… - Động không đồng pha nối 380V, n= 2850v/p, cực, 0.75kW - Chiều cao mơ hình máy 0.5m, dài 1.2m, rộng 0.5m Nội dung thực đề tài: - Nghiên cứu sở lý thuyết truyền động, vật lý - Thiết kế tính tốn thơng số cho máy - Thi cơng lắp ghép mơ hình - Sử dụng biến tần Delta VFD007M43B để điều chỉnh tốc độ cho mơ hình Sản phẩm: - Mơ hình 3D khí máy mài phần mềm Rhinoceros - Mơ hình thực tế máy mài gia công lắp ghép TRƯỞNG NGÀNH GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN i PHIẾU NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN ii CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự – Hạnh Phúc ******* PHIẾU NHÂṆ XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN Họ tên Sinh viên: TRẦN PHƯƠNG LONG MSSV: 15142064 Ngành: Công nghệ kỹ thuật Điện- Điện Tử Lớp: 15142CL4 Tên đề tài: Thiết kế mơ hình máy mài đai nhám sử dụng biến tần điều tốc Họ tên Giáo viên phản biện: TS.Trần Quang Thọ NHẬN XÉT Về nội dung đề tài & khối lượng thực hiện: - Nội dung Đồ án đầy đủ, mức trung bình - Đồ án có tham khảo từ nguồn khác có trích dẫn đầy đủ Ưu điểm: Khuyết điểm: - Giải pháp đưa khơng có tính - Tính ứng dụng thấp Đề nghị cho bảo vệ hay không? Được bảo vệ cần chỉnh sửa Đánh giá loại: Điểm:…………………………………………………………………… (Bằng chữ: ) Tp Hồ Chí Minh, ngày tháng 02 năm 2020 Giáo viên phản biện (Ký & ghi rõ họ tên) iii LỜI CẢM ƠN Trong việc hoàn thành hoàn thiện sản phẩm, nhận nhiều giúp đỡ từ quý thầy cô khoa Đào tạo chất lượng cao, khoa Điện – Điện tử trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật TP.HCM Chúng xin chân thành cám ơn quý thầy cô bỏ thời gian để giải đáp thắc mắc trợ giúp kiến thức thiếu, góp ý để dần hồn thiện Xin cảm ơn đến Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật tạo điều kiện để thử nghiệm chỉnh sửa sản phẩm Cám ơn đến cá nhân, anh chị, bạn tổ chức hỗ trợ chúng tơi hồn thành sản phẩm trước bước chân trường trở thành kĩ sư đóng góp cho xã hội đất nước Trong q trình thực sản phẩm có sai sót mong cá nhân, tổ chức tham khảo sản phẩm từ chúng tơi; góp ý chỉnh sửa để sản phẩm dần hoàn thiện iv TĨM TẮT Trong nghiệp cơng nghiệp hóa đại hóa, khí đóng vai trị quan trọng khí truyền thống dần trở nên khơng phù hợp với tình hình đất nước Trong khí mài ngun cơng quan trọng bằng cách sử dụng hạt mài cắt lớp mỏng kim loại bề mặt vật liệu để tạo bề mặt nhẵn trơn Các máy mài truyền thống có độ an tồn thấp chi phí cao, chức bị han chế cụ thể máy mài tay đá mài Vì vậy, để cải thiện hạn chế nhược điểm máy mài đai nhám vòng giải pháp tốt tối ưu, đa sử dụng nhiều nước phát triển Do đó, đồ án tập trung nghiên cứu vào việc chế tạo máy mài đai nhám vịng đa chi phí tương đối, hiệu cao sử dụng linh hoạt bằng sử dụng đai mài điều chỉnh hướng mài Và quan trọng hết an toàn cho người sử dụng v SUMMARY In the industrialization and mordenization of the country, mechanical engineering plays an important role but the traditional mechanics is no longer suitable to the current situation in the country In grinding mechanics is one of the most important tasks by using abrasive particles to cut thin metal layers on the surface of the material to create smooth surfaces Conventional grinding machines now have a low cost of safety and specific limited functions such as hand grinders and grindstones Therefore, to improve the limitations and disadvantages on the ring sander is an optimal solution, more versatile and widely used in developed countries Therefore, this project focuses on the manufacture of relatively cost-effective, versatile multi-ring belt abrasives with the use of adjustable belts And most importantly, safe for users vi MỤC LỤC NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP i PHIẾU NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN ii PHIẾU NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN iii LỜI CẢM ƠN iv TÓM TẮT v SUMMARY vi MỤC LỤC vii DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT x DANH MỤC BẢNG BIỂU xi DANH MỤC HÌNH ẢNH BIỂU ĐỒ xii Chương 1: TỔNG QUAN .1 1.1 Lý chọn đề tài .1 1.2 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn .2 Ý nghĩa khoa học Ý nghĩa thực tiễn 1.3 Mục đích và mục tiêu đề tài Mục đích Mục tiêu 1.4 Nội dung nghiên cứu .2 1.5 Đối tượng nghiên cứu .3 1.6 Phạm vi nghiên cứu 1.7 Tình hình nghiên cứu chế tạo máy mài đai và ngoài nước Trong nước Ngoài nước Chương 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT 2.1 Cơ sở truyền động máy 2.2 Cơ sở vật lý 2.3 Động điện không đồng 2.4 Đai mài .9 vii Cấu tạo Phân loại 10 Ứng dụng 10 2.5 Tính tốn thơng số liên quan động và chế truyền động .11 Tính tốc độ dài ru lơ động và chọn kích thước ru lơ động 11 Tính tỉ số truyền và tốc độ ru lô phụ 13 2.6 Cơ sở lý thuyết biến tần DELTA VFD007M43B 14 Lý chọn biến tần Delta 14 Sự thay đổi tốc độ động dựa điện áp và tần số 14 Nguyên lý hoạt động biến tần 16 Các chế độ điều khiển biến tần 16 Các hàm điều khiển chức biến tần VFD007M43B .18 Các lưu ý sử dụng biến tần 42 Chương 3: THIẾT KẾ CHI TIẾT VÀ TÍNH TỐN CÁC THƠNG SỐ CỦA MƠ HÌNH 44 3.1 Sơ lược phần mềm Rhinoceros 44 3.2 Thiết kế cấu truyền động 3D phần mềm Rhinoceros 47 Cấu tạo 47 Khung và chân máy 48 Cơ cấu căng đai 52 Cơ cấu mài 53 Đế mài 54 Ru lô truyền động 55 3.3 Tính thơng số máy sở lý thuyết và chi tiết thiết kế 56 Tính tốn thơng số động và ru lơ truyền động 56 Tính tốn thơng số cho ru lơ phụ 57 Tính lực căng dây đai 57 Tính tốn tần số loại vật liệu 58 Chương 4: KẾT NỐI VÀ CÀI ĐẶT CÁC THÔNG SỐ BIẾN TẦN DELTA VFD-007M43B CHO MÁY MÀI 59 4.1 Sơ đồ nối dây 59 Sơ đồ nối dây mạch 59 Sơ đồ nối dây mạch điều khiển 62 viii 72 Thơng số Giải thích Tự động nhận Pr.103 biết động Pr.105 Pr.114 Pr.128 Pr.129 Chế độ điều khiển Điều khiển quạt làm mát Giá chiếu cực tiểu Giá chiếu cực đại Đảo tín hiệu Pr.130 tham chiếu AVI (0~10V) Nguồn thứ Pr.142 cầu tần số Pr.148 Số cực động 73 Chương 5: KẾT QUẢ THỰC NGHIỆM 5.1 Kết Chế tạo mơ hình máy mài đai nhám vịng vận hành thử nghiệm Hình 5.1 Mơ hình thực tế máy mài chưa lắp đai mặt trước Hình 5.2 Mơ hình thực tế máy mài chưa lắp đai mặt sau 74 Hình 5.3 Mơ hình thực tế máy mài chưa lắp đai nhìn từ Hình 5.4 Mơ hình thực tế máy mài lắp đai mặt trước 75 Hình 5.5 Mơ hình thực tế lắp đai nhìn từ Hình 5.6 Mơ hình chuyển đổi phương mài 76 Hình 5.7 Đai mài thay đổi phương mài Hình 5.8 Dây đai nhám tự làm 77 Hình 5.9 Tủ điều khiển 78 Hình 5.10 Sơ đồ nối dây cấp nguồn cho biến tần Hình 5.11 Kết nối đầu cho động đầu vào tín hiệu điều khiển 79 5.2 Thực nghiệm Thực nghiệm vận hành mài mài chi tiết nhỏ gỗ, nhơm Hình 5.12 Mài cạnh miếng gỗ Hình 5.13 Bề mặt gỗ trước sau mài 80 Hình 5.14 Bề mặt nhơm sau mài Nhận xét: - Trong trình thực nghiệm dây đai có xu hướng bị trượt so với lý thuyết ban đầu - Do chất lượng đai nhám không tốt nên chứng thực nghiệm gỗ nhôm - Các chi tiết máy hoạt động ổn định chắn - Bụi tia lửa hoạt động dẫn xuống đất theo chiều chuyển động đai - Động hoạt động tốt - Biến tần hoạt động ổn định khơng có cố ý muốn - Khi hoạt động phát nhiều tiếng ồn 81 5.3 Đánh giá so sánh kết thực nghiệm Ưu điểm: - Mơ hình hoạt động tương đối ổn định - Có thể điều chỉnh tốc độ tốc độ linh hoạt - Các vật liệu mài thử nghiệm cho bề mặt tương đối tốt - Một số chi tiết máy chưa gia cơng xác khác với thiết kế đôi chút - Giấy nhám chưa tốt - Ru lô động làm nhỏ so với kích thước thiết kế làm cho đai chạy chậm tính tốn - Đai nhám cịn bị trượt chạy tốc độ cao - Phát tiếng ồn hoạt động 5.4 Các hướng khắc phục nhược điểm - Gia cơng xác chi tiết ru lô truyền động - Sử dụng loại giấy nhám tốt chất lượng - Sử dụng vật liệu nhôm thay cho sắt thép để giảm trọng lượng tăng thẩm mĩ cho máy - Thay đổi động hãng tiếng chất lượng tốt nhàm hạn chế tiếng ồn hoạt động 82 5.5 Các vấn đề an toàn và yêu cầu vận hành bảo trì bảo dưỡng máy Vấn đề an toàn Các yêu cầu an toàn vận hành với máy Che chắn cấu truyền động đai mài đồng thời làm giảm triệt tiêu tiếng ồn nơi phát sinh Đây biện pháp chống ồn chủ yếu bao gồm việc lắp ráp có chất lượng máy móc, động chi tiết máy, sửa chữa chi tiết cũ hay bị rơ không đảm bảo u cầu thay chi tiết bằng chi tiết để đảm bảo an toàn Bên cạnh để đảm bảo an tồn cần dùng phương tiện bảo vệ cá nhân: + Cần sử dụng loại dụng cụ bịt tai làm bằng chất dẻo, che tai bao ốp tai để chống ồn + Để chống rung động sử dụng bao tay có đệm đàn hồi, giầy có đế chống rung + Bao kín thiết bị dây chuyền sản xuất sinh bụi: dùng bao vải thu gió phận thổi xa chỗ làm việc + Dùng phương tiện bảo vệ cá nhân (quần áo,mũ nón, mặt nạ, trang, găng tay, giày bảo hộ lao động) + Khám kiểm tra sức khoẻ định kỳ, phát sớm bệnh để chữa trị, phục hồi chức làm việc cho cơng nhân Vận hành bảo trì bảo dưỡng máy Trước đưa máy vào sử dụng ta cần kiểm tra dây đai mài có bị vướng vật cản hay khơng, kiểm tra xem động có bị rị rỉ điện hay khơng, cơng việc cần kiểm tra hằng ngày sử dụng Trước tiến hành gia công phải lau bụi xuống để chống bụi tác nhân khác Sau ngày làm việc đem máy cần lau chùi máy không để bụi bặm, mảnh vụn từ ống thép bám vào phận máy gây rỉ rét phận máy Cần kiểm tra định kì ổ bi trước sử dụng, tra mỡ bôi trơn đầy đủ, thay ổ bị rơ cần thiết Máy không sử dụng phải che phủ tránh bụi tác nhân xấu từ bên ngồi,khơng để máy tiếp xúc với hóa chất ăn mòn kim loại Khi sử dụng tránh để máy gần vật liệu dễ cháy xăng, dầu, giấy… Vì mài vật liệu kim loại sinh tia lửa dễ gây cháy gần vật liệu dễ bắt lửa 83 Chương 6: KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN 6.1 Kết luận Đồ án trình bày tồn việc nghiên cứu chế tạo thành cơng mơ hình máy mài đai nhám vịng để mài tinh, gia cơng bề mặt tạo độ bóng, mài chi tiết sắt nhọn Chi phí chế tạo rẻ an toàn so với loại máy mài truyền thống Đặc biệt thao tác dễ dàng khối chi tiết đơn lắp vào máy cách linh hoạt Máy thay đổi nhiều hình dáng cho phù hợp với nhiều phương pháp gia công Chạy nhiều cấp tốc độ khác phù hợp với vật liệu nhờ biến tần Đai nhám đa dạng chủng loại hình dạng kích thước thao tác tháo lắp đai nhanh chóng dễ dàng giúp tăng suất lao động Có thể áp dụng sản xuất hàng loạt thương mại hóa sản phẩm máy mài đai nhám 6.2 Hướng phát triển Trong tương lai tiếp tục hoàn thiện cải tiến máy mài đai nhám vòng theo nhiều hướng: + Chế tạo nhiều chi tiết đơn bên lắp ghép thêm vào máy để phù hợp với nhiều phương pháp gia công mài đánh bóng chi tiết lồi, lõm, chi tiết có hình dạng phức tạp cần độ xác cao + Có thể giám sát thơng số máy qua chuẩn truyền thông + Giảm trọng lượng máy, thay vật liệu nhôm cho chi tiết máy + Điểu khiển giám sát trực tiếp cấp tốc độ động cơ, tần số thông qua hình HMI cơng nghiệp Delta Đây hướng quan phát triển mơ hình tương lai 84 TÀI LIỆU THAM KHẢO TIẾNG VIỆT [1] D S TP.HCM, Bài Giảng Truyền Động Điện, 2017 [2] ThS Nguyễn Trọng Thắng, ThS Trần Phi Long, Máy điên- Khí cụ điện, TP.HCM, 2005 TIẾNG ANH [3] B & Sharpe, "Brown & Sharpe Automatic Screw Machine Handbook," 30 12 2019 [Online] [Accessed 30 12 2019] [4] IJustLikeMakingThings, Bolt Together X 72 Belt Grinder, 2017 [5] DELTA, DELTA_IA-MDS_VFD-M_UM_EN_20150831, 2015 [6] G Gerber, "bladesmithsforum," 07 02 2018 [Online] Available: https://www.bladesmithsforum.com/index.php?/topic/36821-2x72-belt-grinderplans/ [7] J Schmidt, "jerswoodshop," 12 04 2017 [Online] Available: http://jerswoodshop.com/2x72-tilting-belt-grinder/ 85 ... 29/12/2019 Tên đề tài: Thiết kế mơ hình máy mài đai nhám sử dụng biến tần điều tốc Các số liệu, tài liệu ban đầu: - Một số mơ hình máy mài : Máy mài cầm tay, máy mài cố định đá mài? ?? - Động không đồng... Mơ hình máy mài đai nhám vịng pha có biến tần điều tốc diễn đàn Intructables.com Hình 2.1 Sơ đồ khối điều khiển máy mài đai nhám vịng Hình 2.2 Cánh tay địn Hình 2.3 Cấu tạo đai nhám Hình 2.4... thị biến tần Bảng 4.4 Các lệnh cài đặt cho máy mài cần quan tâm xi DANH MỤC HÌNH ẢNH BIỂU ĐỒ Hình 1.1 Mơ hình máy mài đai nhám pha Hình 1.2 Mơ hình máy mài đai nhám từ diễn đàn CNC Hình 1.3 Mơ hình