(Đồ án tốt nghiệp) thiết kế và chế tạo máy thử kẹo nhựa gia nhiệt

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP.HCM KHOA CƠ KHÍ CHẾ TẠO MÁY ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGÀNH CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO MÁY THỬ KÉO NHỰA GIA NHIỆT GVHD: T.S PHẠM SƠN MINH SVTH: PHAN VĂN Ý MSSV: 11144123 SVTH: LÊ QUANG HƯNG MSSV: 11144049 SVTH: BÙI THANH LIÊM MSSV: 11144058 SKL004167 Tp Hồ Chí Minh, tháng 1/2016 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM KỸ THUẬT TP HỒ CHÍ MINH  BỘ MÔN CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI “THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO MÁY THỬ KÉO NHỰA GIA NHIỆT” GVHD: T.S PHẠM SƠN MINH SVTH: PHAN VĂN Ý MSSV: 11144123 LÊ QUANG HƢNG MSSV: 11144049 BÙI THANH LIÊM MSSV: 11144058 Lớp : 111441A Khoa : 2011-2015 Tp Hồ Chí Minh, tháng 01/2016 cơng nghệ chế tạo máy NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Giảng viên hƣớng dẫn: TS PHẠM SƠN MINH Sinh viên thực hiện:PHAN VĂN Ý MSSV:11144123 LÊ QUANG HƢNG MSSV:11144049 BÙI THANH LIÊM MSSV:11144058 Tên đề tài: “Thiết kế chế tạo máy thử kẹo nhựa gia nhiệt’’ 2.Các số liệu, tài liệu ban đầu: - DC Motor Tre Series TS1980 E6 – 24VDC – 3550rpm Loadcell VLC-110 “S type” – đo đƣợc tối đa 100kg Tốc độ trục vít me: – 50mm/phút Kích thƣớc: 510x285x1112 mm Sai số cho phép: 1% 3.Nội dung đồ án: Phần khí: tích hợp module kéo vào thiết bị Cải tiến module kẹp cấu kẹp Phần điện tử: xây dựng điều khiển với Bo mạch STM32F103RTC6-DEV, mạch khuếch đại điện ap HDL-Vamp mạch H Bridge MC33883 4.Các sản phẩm dự kiến Thiết bị thử độ kéo vật liệu nhựa-gia nhiệt Ngày giao đồ án: …………… Ngày nộp đồ án: ………… TRƢỞNG BỘ MÔN GIẢNG VIÊN HƢỚNG DẪN (Ký, ghi rõ họ tên) (Ký, ghi rõ họ tên)  Đƣợc phép bảo vệ ………………………………………… i LỜI CAM KẾT - Tên đề tài: “Thiết kế chế tạo máy thử kéo nhựa gia nhiệt” - GVHD: TS PHẠM SƠN MINH - Họ tên sinh viên: PHAN VĂN Ý  MSSV:11144123 Lớp: 111441A  Địa sinh viên: 158 Đình Phong Phú ,Phƣơng Tăng Nhơn Phú B,Quận 9,Tp Hồ Chí Minh  Số điện thoại liên lạc: 0968340530  Email: pvy11071993@gmail.com - Họ tên sinh viên: LÊ QUANG HƢNG  MSSV:11144049 Lớp: 111441A  Địa sinh viên: KTX D1, Võ Văn Ngân, phƣờng Linh Chiểu, quận Thủ Đức, Tp Hồ Chí Minh  Số điện thoại liên lạc: 01664195896  Email: 23456789quanghung@gmail.com Họ tên sinh viên: BÙI THANH LIÊM  MSSV:11144058  Lớp: 111441A Địa sinh viên: Ấp Chanh 2, Xã Tân Xuân, Huyện Hóc Mơn, Tp Hồ Chí Minh  Số điện thoại liên lạc: 0983508122  Email: thanhliemspkt.ute@gmail.com - Ngày nộp khoa luận tốt nghiệp (ĐATN): 14/01/2016 - Lời cam kết: “Tơi xin cam đoan khố luận tốt nghiệp (ĐATN) cơng trình tơi nghiên cứu thực Tôi không chép từ viết cơng bố mà khơng trích dẫn nguồn gốc Nếu có vi phạm nào, tơi xin chịu hồn tồn trách nhiệm” Tp Hồ Chí Minh, ngày 11thang 01năm 2016 Ký tên ii LỜI CẢM ƠN Qua trình hồn thành đồ an giúp thành viên nhóm chúng em học tập thêm nhiều kiến thức chuyên môn, ôn lại nội dung học Bên cạnh nhóm em rèn đƣợc nhiều kỹ tƣ duy, đanh gia vấn đề, làm việc nhóm, quản lý, phân bổ thời gian làm việc… Để hoàn thành đƣợc đồ an tốt nghiệp này, nhóm chúng em trân trọng gửi lời cảm ơn đến:  TS.Phạm Sơn Minh hƣớng dẫn, hỗ trợ nhiệt tình cho nhóm hồn thành tốt đồ an Bên cạnh việc đồng hành cac bƣớc, giai đoạn thực đồ an, Thầy rèn luyện cac thành viên nhóm cach tƣ duy, đanh gia vấn đề, tac phong làm việc nghiêm túc, rõ ràng, cụ thể… Những điều ln kinh nghiệm quý bau cho nhóm chúng em sau  Nhóm chúng em kính gửi lời cảm ơn đến cac thầy: ThS Trần Mai Văn, Th.S Tạ Nguyễn Minh Đức, ThS Trần Minh Thế Uyên tạo điều kiện, hỗ trợ cho nhóm đƣợc thực hiện, gia công cac sản phẩm  Chúng em xin chân thành cảm ơn đến tất quý thầy cô Khoa Cơ khí Chế tạo may, Bộ mơn cơng nghệ chế tạo may quý thầy cô cac khoa thuộc trƣờng Ðại học Sƣ phạm Kỹ thuật TP.HCM trang bị cho chúng em kiến thức bản, kinh nghiệm thực tiễn kiến thức chuyên môn nhƣ nhiệt tình hƣớng dẫn giúp đỡ chúng em suốt khóa học thời gian thực đề tài Chính hỗ trợ giúp đỡ tạo động lực, hỗ trợ cho nhóm chúng em thực tốt đồ an tốt nghiệp Mặc dù cố gắng nỗ lực mình, song chắn đề tài khơng thể tranh khỏi thiếu sót Chúng em kính mong nhận đƣợc thơng cảm bảo tận tình q Thầy Cơ Nhóm sinh viên thực Phan Văn ý Lê Quang Hƣng Bùi Thanh Liêm iii TÓM TẮT ĐỀ TÀI “THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO MÁY THỬ KÉO NHỰA GIA NHIỆT” Ngày nay, giai đoạn công nghiệp hoa đại hoa đất nƣớc, việc ứng dụng thiết bị móc vào hỗ trợ sản xuất ngày phổ biến Thiết bị kiểm tra giúp nhà sản xuất đảm bảo đƣợc chất lƣợng sản phẩm trƣớc tung thị trƣờng May thử -kéo nhựa gia nhiệt để thử cac mẫu sản phẩm nhựa nhằm kiểm tra độ giãn dài thân sản phẩm nhiều môi trƣờng định Đảm bảo yêu cầu kỹ thuật nhà sản xuất đặt Hiện nay, loại thiết bị phải nhập từ nƣớc ngồi về, chƣa có sẵn Việt Nam, gia thành kha cao Điều khiến cac nhà sản xuất phải đem sản phẩm thử nghiệm bên ngồi nhà may, dẫn đến tốn chi phí thời gian Để giải vấn đề nêu trên, nhóm chúng em chọn đề tài để triển khai nghiên cứu thực Mục tiêu thiết kế chế tạo hoàn thiện thiết bị thử bao gồm module kéo môi trƣờng gia nhiệt Thiết bị hỗ trợ cho doanh nghiệp tiết kiệm chi phí rút ngắn thời gian thử nghiệm sản phẩm mẫu Nhóm sinh viên thực Phan Văn Ý Lê Quang Hƣng Bùi Thanh liêm iv MỤC LỤC Trang NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN i LỜI CAM KẾT ii LỜI CÁM ƠN iii TÓM TẮT ĐỒ ÁN iv MỤC LỤC v ̉ DANH MUCC̣ BẢNG BIÊU vi ̀ DANH MUCC̣ SƠ ĐÔ, HÌNH VE vii CHƢƠNG 1: GIỚI THIỆU 1.1 Tính cấp thiết đề tài 1.2 Ý nghĩa khoa học thực tiễn đề tài 1.3 Mục tiêu nghiên cứu đề tài 1.4 Đối tƣợng phạm vi nghiên cứu 1.4.1 Đối tƣợng nghiên cứu 1.4.2 Phạm vi nghiên cứu 1.5 Phƣơng phap nghiên cứu ̉ ̀ CHƢƠNG 2: TÔNG QUAN NGHIÊN CƢƢ́U ĐÊTÀI 2.1 Giới thiệu tầm quan trọng vật liệu nhựa 2.2 Sơ lƣợc thiết bị thử kéo – uốn vật liệu nhựa 2.3 Lợi ích thiết bị thử kéo – uốn vật liệu nhựa 2.4 Tình hình sử dụng thiết bị thử kéo uốn giới Việt Nam 2.4.1 Tình hình sử dụng thiết bị thử kéo uốn giới 2.4.1.1 Thiết bị thử kéo 2.4.1.2 Thiết bị thử uốn 2.4.2 Tình hình sử dụng thiết bị thử kéo uốn Việt Nam 2.4.2.1 Thiết bị thử kéo 2.4.2.2 Thiết bị thử uốn 10 CHƢƠNG 3: THIẾT KẾ, PHÁC THẢO Ý KIẾN VÀ THỰC HIỆN 11 3.1 Quy trình thiết kế phac thảo ý tƣởng 11 3.2 Lựa chọn vật liệu phƣơng phap gia công cho chi tiết khơng tìm mua đƣợc 13 3.2.1 Lựa chọn vật liệu 13 3.2.2 Chọn phƣơng phap gia công cho chi tiết sẵn 14 3.2.2.1 Phƣơng phap phay 14 3.2.2.2 Phƣơng phap khoan 15 3.2.2.3 Phƣơng phap gia công ren 16 v 3.2.2.4 Phƣơng phap gia công tiện 17 3.2.2.5 Phƣơng phap gia công hàn 19 3.3 Lựa chọn, tính toan vít me-đai ốc 20 3.3.1 Định nghĩa vít me-đai ốc 20 3.3.2 Lựa chọn vít me, Đai ốc 22 3.3.3 Tính toan, lựa chọn trục vít me-đai ốc 23 3.4 Lựa chọn ổ bi phù hợp với trục vít me 26 3.5 Thiết kế gối đỡ 27 3.6 Lựa chọn,tính toan cấu dẫn hƣớng 29 3.6.1 Lựa chọn cấu dẫn hƣớng 29 3.6.2 Cac trƣợt 30 3.6.3 Tính toan lựa chọn cấu dẫn hƣớng 33 3.7 Thiết kế hộp loadcell 38 3.8 Thiết kế hàm kẹp 40 3.9 Lựa chọn truyền lực 43 3.10 Chọn động 44 3.10.1 Động bƣớc 44 3.10.2 Động servo 45 3.11 Thiết kế phận cach nhiệt gia nhiệt 48 3.11.1 Thiết kế hộp cach nhiệt 48 3.11.2 Cửa cach nhiệt 49 3.11.3 Bộ phận cach nhiệt 50 CHƢƠNG 4: THIẾT KẾ HỆ THỐNG THU NHẬN VÀ XỬ LÝ TÍN HIỆU 56 4.1 Thiết bị đo lực loadcell 57 4.1.1 Khai niệm 57 4.1.2 Phân loại 57 4.1.2.1 Theo phƣơng lực tac dụng 57 4.1.2.2 Theo hình dạng 57 4.1.2.3 Theo tín hiệu mã hoa 57 4.1.3 Cấu tạo 58 4.1.4 Nguyên lí hoạt động 58 4.1.5 Thông số kỹ thuật 59 4.2 Board cầu H 61 4.2.1 Đặc tính kỹ thuật 61 4.2.2 Cach điều khiển 62 4.3 Board STM32F103RCT6 62 4.3.1 Giới thiệu chung 63 vi 4.3.2 Cac đặc tính 63 4.3.3 Khảo sat cac module 66 4.3.3.1 All I/O External Output module 66 4.3.3.2 Dao động Reset 67 4.3.3.3 Power and USB module 67 4.3.3.4 LED đơn module 68 4.3.3.5 Phím nhấn module 69 4.3.3.6 A/D Converter modules 69 4.3.3.7 BOOT0, BOOT1 modules 70 4.3.3.8 RS232 Module 70 4.3.3.9 CAN Module 71 4.3.3.10 MMC/SD Card module 72 4.3.3.11 LCD HD44780 module 73 4.3.3.12 TFT_LCD modules 74 4.4 Nguyên lý hoạt động thiết bị kéo vật liệu nhựa 75 4.4.1 Hồi tiếp vị trí 76 4.4.1.1 Khai niệm encoder 76 4.4.1.2 Cấu tạo encoder quay quang 76 4.4.1.3 Phân loại 77 4.4.1.4 Ứng dụng encoder quay quang 82 4.4.2 Giao diện tƣơng tac với ngƣời sử dụng 82 4.4.2.1 Giao diện tƣơng tac 82 4.4.2.2 Thao tac với giao diện 83 CHƢƠNG 5: THỰC NGHIỆM-KẾT QUẢ 85 5.1 A/D Converter modules 85 5.1.1 BOOT0, BOOT1 modules 85 5.1.2 RS232 Module 88 5.1.3 CAN Module 88 5.1.4 MMC/SD Card module 89 5.2 LCD HD44780 module 89 5.2.1 TFT_LCD modules 89 5.2.2 RS232 Module 89 5.2.2.1 CAN Module 89 vii CHƢƠNG 6:KẾT LUẬN VÀ HƢỚNG PHÁT TRIỂN 90 6.1 Kết luận 90 6.2 Những mặt hạn chế 90 6.3 Hƣớng phat triển 91 6.4 Kiến nghị 91 TÀI LIỆU THAM KHẢO 92 viii CHƢƠNG 6: KẾT LUẬN VÀ HƢỚNG PHÁT TRIỂN 6.1 Kết luận Qua qua trình thực đồ an với mục tiêu đề ra, nhóm đạt đƣợc kết định - Về mặt lý thuyết:  Nghiên cứu tổng quan tính vật liệu đƣợc biểu thị cac đặc trƣng học -  Nêu đƣợc cac phƣơng phap kiểm tra tính vật liệu  Nguyên lý hoạt động thiết bị thử kéo – uốn vật liệu  đo Nêu đƣợc cac phƣơng phap xử lý số liệu, sai số xảy qua trình  Nắm đƣợc cac toan xử lý kết đo gian tiếp Về mặt điều khiển  Lựa chọn thiết bị đo (cảm biến) lựa chọn thơng số khuyếch đại tín hiệu, kết hợp chuyển đổi tín hiệu, điều khiển đƣợc mạch điều khiển động  Đanh gia kết đạt đƣợc việc so sanh kêt trƣớc ap dụng đề tài sau ap dụng toan xử lý kết đo gian tiếp -  Xử lý tín hiệu nhiễu ADC  Giao diện vẽ đồ thị đap ứng yêu cầu sử dụng  Chƣơng trình điều khiển linh hoạt, đap ứng đƣợc yêu cầu điều khiển Về mặt thiết kế, chế tạo khí  Hồn thành tất cac u cầu khí đề để đảm bảo cho qua trình điều khiển  Giải triệt để vấn đề an toàn, chống va chạm  Tinh chỉnh cấu gọn nhẹ đạt mức độ thẩm mỹ 6.2 Những mặt hạn chế Mới nghiên cứu, tính toan ap dụng lý thuyết độ dãn dài vật liệu nhựa, chƣa có mẫu thử lý tƣởng để tiến hành thí nghiệm Khơng có điều kiện so sanh với cac thiết bị có tính Đa số cac thiết bị thử Việt Nam không ap dụng cho vật liệu nhựa 89 6.3 Hƣớng phát triển Tiếp tục nghiên cứu cac yếu tố ảnh hƣởng đến qua trình thử nghiệm vật liệu để từ có cac biện phap giảm ảnh hƣởng cac yếu tố đến kết thử nghiệm, nâng cao độ xac độ tin cậy kết 6.4 Kiến nghị Cac loại cảm biến đo lƣờng thiết bị đo cho độ xac cao, cần đƣợc ứng dụng nhiều đo lƣờng, thử nghiệm sản xuất khí Cần nghiên cứu để có ứng dụng mang tính thực tiễn, ap dụng trực tiếp vào qua trình sản xuất, nghiên cứu, giảng dạy v.v… 90 TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt: [1] GS.TS Trần Văn Địch – Thiết Kế Đồ Án Công Nghệ Chế Tạo May – Nhà xuất Khoa Học Kỹ Thuật [2] Tốn – GS.TS.Nguyễn Đắc Lộc – PGS.TS.Lê Văn Tiến – PGS.TS.Ninh Đức PGS.TS.Trần Xuân Việt – Sổ Tay Công Nghệ Chế Tạo May (tập 1,2,3) – Nhà xuất Khoa Học Kỹ Thuật [3] Hồ Viết Bình – Phan Minh Thanh – Cơng Nghệ Chế Tạo May – Trƣờng ĐHSPKT TPHCM [4] Đỗ Hữu Nhơn – Công nghệ Can Kim Loại – Nhà xuất Khoa HọcKỹ Thuật [5] Trần Quốc Hùng – Dung Sai Kỹ Thuật Đo – Trƣờng ĐHSPKT TPHCM [6] Trần Hữu Quế – Vẽ Kỹ Thuật Cơ Khí – NXBGD [7] Lê Thanh Phong – Sức Bền Vật Liệu – Trƣờng ĐHSPKT TPHCM [8] Nghiêm Hùng – Kim Loại Học Nhiệt Luyện – Trƣờng ĐHSPKT TPHCM [9] Sổ tay Tra Cứu Mac Thép Thế Giới [10]Dƣơng Bình Nam – May Cắt Kim Loại – Trƣờng ĐHSPKT TPHCM [11] Nguyễn Trọng Hiệp – Nguyễn Văn Lẫm – Thiết Kế Chi Tiết May – NXBGD [12]PGS.TS.Ninh Đức Tốn – Sổ Tay Dung Sai Lắp Ghép – Nhà xuất giao dục [13] Trịnh Chất – Lê Văn Uyển – Tính Toan Thiết Kế Hệ Thống Dẫn Động Cơ Khí [14] Nguyễn Xuân Ngọc – Chi Tiết May [15]PGS.TS.Nguyễn Hữu Lộc – Cơ Sở Thiết Kế May – Nhà xuất Đại Học Quốc Gia TP.HCM [16]Nguyễn Hữu Lộc – Bài Tập Thiết Kế May – Nhà xuất Đại Học Quốc Gia TP.HCM [17] PGS.Hà Văn Vui – TS Nguyễn Chỉ Sang – ThS.Phan Đăng Phong – Sổ Tay Thiết Kế Cơ Khí (tập 1,2,3) – Nhà xuất Khoa Học Kỹ Thuật [18] Cẩm Nang Kỹ Thuật Cơ Khí – Nguyễn Văn Huyền – NXBXD [19] V.P ROMANOVXKI – Sổ Tay Dập Nguội (tập 1,2) – Nhà xuất Khoa Học Kỹ Thuật [20] Lý thuyết biến dạng dẻo – Bộ môn gia công ap lực – Đại Học Bach Khoa Hà Nội 91 [21] Bùi Trọng Lựu – Nguyễn Văn Vƣợng – Bài Tập Sức Bền Vật Liệu – Nhà xuất Giao Dục Tiếng Anh [22] Cutting Data CoroKey, Turning-Milling – Drilling,SANDVIK COROMAN [23] Ball Screw Catalogue 2007 [24]504E_A02_LMGuideActuator Website [25] https://tiniusolsen.wordpress.com/ [26]http://www.instron.com/en-sg/products/testing-systems/universal-testingsystems/electromechanical/3300?region=Singapore [27] http://www.ptli.com/testlopedia/tests/flex-d790.asp [28]http://www.testresources.net/applications/standards/astm/astm-c880-flexural dimension-stone-test-equipment [29] http://www4.hcmut.edu.vn/~vinhbd/BK-UTM.html [30] http://www.kht.com.vn/KHT13001?search=c33883 92 PHỤ LỤC A BẢNG SỐ LIỆU THỬ NGHIỆM THỰC TẾ CỦA THIẾT BỊ A1.Tốc độ trục vít me 60 mm/phút Bảng A.1: Kết đo đƣợc nhiệt độ thƣờng, t=10s Lần thử Giao diện(N 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 I Bảng A.2: Kết đo đƣợc 50°C,t=10s Lần thử 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 II Bảng A.3: Kết đo đƣợc 55°C,t=10s Lần thử 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 III Bảng A.4: Kết đo đƣợc 680°C,t=10s Lần thử 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 IV A2.Tốc độ trục vít me 120 mm/phút Bảng A.5: Kết đo đƣợc nhiệt độ thƣờng,t=10s Lần thử 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 V Bảng A.6: Kết đo đƣợc 50°C,t=10s Lần thử 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 VI Bảng A.7: Kết đo đƣợc 55°C,t=10s Lần thử 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 VII Bảng A.8: Kết đo đƣợc 60°C,t=10s Lần thử 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 VIII ...BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM KỸ THUẬT TP HỒ CHÍ MINH  BỘ MƠN CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI “THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO MÁY THỬ KÉO NHỰA GIA NHIỆT” GVHD:... TÓM TẮT ĐỀ TÀI “THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO MÁY THỬ KÉO NHỰA GIA NHIỆT” Ngày nay, giai đoạn công nghiệp hoa đại hoa đất nƣớc, việc ứng dụng thiết bị móc vào hỗ trợ sản xuất ngày phổ biến Thiết bị kiểm... 2.3: Thiết bị kéo vạn Mỹ Instron 3300 2.4.1.2 Thiết bị thử uốn Thiết bị thử uốn nhựa điểm ASRM D790 Hình 2.4: Thiết bị thử uốn nhựa điểm ASTM D790 Thiết bị thử uốn nhựa ASTM C880 Hình 2.5: Thiết