Đề tài hồn thành cĩ th đĩng gĩp:
- Về khoa học: tính m i mẻ của đề tài về vi c nguyên lý làm s ch linh ki n ơ tơ (linh ki n Housing), tính tốn, thiết kế kết c u h th ng làm s ch tự đ ng linh ki n v bọc c m biến khí th i.
- Về thực ti n: Gi i quyết v n đề về tựđ ng cơng đo n làm s ch t i nhà máy cũng
nh vi c tăng năng su t và gi m chi phí s n xu t cho doanh nghi p. H th ng làm
s ch tựđ ng linh ki n v bọc c m biến khí th i ho t đơng nh p nhàng đ m b o năng
su t của dây chuyền s n xu t, ng i thao tác d dàng v n hành và b o d ỡng.
1.5. Nhi m v , gi i h n và ph ng pháp nghiên c u
1.5.1. Nhi m v đ tài
Nghiên cứu thiết kế và chế t o h th ng tựđ ng làm s ch linh ki n v bọc c m biến khí th i (Housing Part) v i các thơng s m c tiêu h th ng nh sau:
Năng su t h th ng làm s ch: 700linh ki n/gi (tiêu chuẩn dựa theo năng lực s n xu t của dây chuyền s n xu t linh ki n Housing).
Đ s ch của linh ki n Housing sau khi làm s ch l ng dầu cịn sĩt l i trên linh ki n ≤0,7mg/linh ki n (tiêu chuẩn dựa theo yêu cầu b n vẽ của linh ki n Housing).
Cơng su t đnh mức máy ≤ 10KW (tiêu chuẩn đi n của nhà máy).
1.5.2. Gi i h n đ tài
Do ph m vi nghiên cứu r ng nên đề tài sẽ ch t p trung gi i quyết những v n
đề nh sau:
- Nghiên cứu t ng quan tình hình nghiên cứu trong và ngồi n c liên quan đến tự đ ng hĩa trong quá trình làm s ch linh ki n sau khi gia cơng c t gọt.
- Xác đ nh tình hình thực tế của quá trình làm s ch linh ki n v bọc c m biến khí
th i trong đ ng c ơtơ (housing part) t i cơng ty Maruei Vi t Nam.
- Xác đ nh ch tiêu đánh giá về ch t l ng sau khi làm s ch bằng h th ng này. - Thiết kế h th ng làm s ch tự đ ng cho linh ki n v bọc c m biến khí th i (năng
- Chế t o h th ng làm s ch tự đ ng cho linh ki n v bọc c m biến khí th i ho t
đ ng n đ nh và đồng b trong dây chuyền s n xu t.
- Đánh giá năng su t của h th ng.
- Đánh giá ch t l ng linh ki n sau khi gia cơng (b i, dầu, d v t).
1.5.3. Ph ng pháp nghiên c u
Đ thực hi n đề tài kết h p nhiều ph ng pháp nghiên cứu:
- Ph ng pháp nghiên cứu lý thuyết: gồm phân tích và t ng h p lý thuyết, mơ
hình hĩa, gi thuyết...
- Ph ng pháp kế thừa: Kế thừa cĩ chọn lọc tài li u và các cơng trình nghiên
cứu trong n c và trên thế gi i cĩ liên quan đến v n đề nghiên cứu.
- Ph ng pháp nghiên cứu thực ti n: thực nghi m, quan sát, điều tra, l y m u...
1.6. B c c đ tài
Đ tài đ c chia làm 9 ch ng v i các n i dung nh sau:
- Ch ng 1. T ng quan
Lý do chọn đề tài, tính c p thiết, ý nghĩa khoa học – thực ti n, nhi m v , gi i h n
và ph ng pháp nghiên cứu.
- Ch ng 2. Gi i thi u & c s lý thuy t
Gi i thi u về c m biến khí th i trong ơ tơ và linh ki n Housing part, gi i thi u cơng
đo n s n xu t linh ki n hi n t i của cơng ty. Trình bày ph ng pháp s n xu t dây
chuyền. Trình bày c s lý thuyết tính tốn băng t i, b m lý tâm, h th ng đ ng
ng b m n c đ ph c v vi c tinh tốn thiết kế cho h th ng.
- Ch ng 3. Ý t ng thi t k
Nêu ra các ý t ng thiết kế, sau đĩ so sánh các ý t ng đ chọn ra ý t ng thiết kế
cho h th ng.
- Ch ng 4. Tính tốn, thi t k c khí
Trình bày vi c tính tốn và thiết kế các c m chi tiết cho h th ng.
- Ch ng 5. Thi t k m ch đi n
Tính tốn các thiết b đi n cho h th ng, thiết kế tủđi n h th ng.
L p l u đồ thu t tốn PLC.
- Ch ng 7. L p ráp h th ng
Trình bày trình tự l p ráp c khí, m ch đi n cho h th ng.
- Ch ng 8. Ki m tra và đánh giá k t qu h th ng
Thực nghi m đánh giá các yếu t nh h ng ch t l ng làm s ch của h th ng. Sau
cùng đ a ra điều ki n làm s ch t t nh t của h th ng.
- Ch ng 9. K t lu n
CH NG 2
GI I THI U & C S LÝ THUY T
2.1. Gi i thi uc m bi n khí th i và v b c c m bi n khí th i
2.1.1. Gi i thi u c m bi n khí th i
C m biến khí th i (c m biến oxy) là m t b ph n nằm trong đ ng c ơ tơ. C m biến khí th i cĩ chức năng đo l ng oxy d trong khí th i đ ng c và truyền tín hi u về
ECU (Electronic Control Unit : b điều khi n đi n tử) nhằm điều ch nh t l nhiên li u và khơng khí cho phù h p [11].
Hình 2.1. C m biến khí th i trong ơ tơ [11] 2.1.2. Nguyên lý ho t đ ng c a c m bi n khí th i
Nĩi đến c m biến khí th i đến b xúc tác khí x gồm 3 ch t (three way catalyst)
Platinium, Paladium, Rhodium… nhằm lo i trừ các ch t khí đ c NOx, HC, CO từ
ho t đ ng của đ ng c sinh ra. Các ph n ứng hĩa học đ i v i các ch t khí đ c gồm:
ձ NOx + CO CO2 + N2 (d i xúc tác Rhodium)
ղ NOx + HC CO2 + NH3 (xúc tác Rhodium)
ճ CO + O2 CO2 (xúc tác Platinium)
մ HC + O2 CO2 + H2O (xúc tác Paladium)
Trong ph ng trình ᬅ, ᬆ thì b xúc tác l y chính NOx trong khí x đ làm ch t
ph n ứng, vì thế s n phẩm cháy của đ ng c cần ph i đủ NOx đ cho nĩ ph n ứng khử b t hai ch t đ c hai kia là HC và CO. Mà trong khi cháy ch cĩ chế đ
cho b xúc tác ho t đ ng. Chính vì thế trong h th ng điều khi n cần ph i ki m sốt
duy trì quá trình cháy luơn đủ NOx cần thiết. Tức là ki m sốt h s Lamda luơn
bằng 1. Đ ki m sốt Lamda bằng 1 các hãng ơ tơ dùng Oxygen sensor đ ki m tra
nồng đ oxy cĩ trong khí x . Khi h th ng ho t đ ng v i chế đ điều khi n kín
(Closed loop) thì ECU sẽđ i chiếu nồng đ Oxy trong khí x đ luơn duy trì tr ng
thái cháy đủkhơng khí/xăng (tức Lamda=1).
Nguyên lý ho t đ ng c m bi n khí th i: Khi khí x đ c th i ra và đi qua
c m biến khí th i, tiếp xúc của khí th i và đầu dị của c m biến sẽ khiến c m biến phát sinh m t dịng đi n cĩ đi n thế t l ngh ch v i hàm l ng oxy của khí th i đ
truyền đến PCM (Powertrain Control Module: h p điều khi n h th ng truyền đ ng
gồm đ ng c , h p s ). Nếu hàm l ng oxy cao hay hịa khí „nghèo xăng‟ (lean
mixture), đi n thế do c m biến khí th i phát sinh sẽ vào kho ng 0,1V. Nếu hàm
l ng oxy th p hay hịa khí „giàu xăng‟ (rich mixture), đi n thế do c m biến phát sinh sẽ vào kho ng 0,9V. Dựa trên đi n thế này ECU sẽ điều ch nh th i gian m của các kim phun nhiên li u m t cách thích h p đ h n h p khí n p cĩ đ c m t tỷ
l khơng khí / xăng gần v i tỷ l lý t ng (14,7: 1) [11].
Hình 2.2. Đ ng đặc tính phát sinh HC, CO, NOx theo h s lamda của h n h p
Hình 2.3. Chức năng ho t đ ng c m biến khí th i
C u t o b c m bi n khí th i
B c m biến khí th i th ng cĩ 2 lo i: Nung nĩng (heated) và khơng nung nĩng
(unheated).
– Lo i nung nĩng: Bên trong cĩ đi n tr đ s y nĩng b c m biến v i m c đích
nhanh chĩng đ a nĩ lên đúng nhi t đ làm vi c, từ 600 – 650 đ F, đ cĩ th s n
sinh ra m t đi n thế. Lo i này cĩ th cĩ 2, 3 hoặc 4 dây nhằm ph c v cho vi c s y
nĩng.
Hình 2.4. C m biến khí th i lo i nung nĩng [11]
– Lo i khơng nung nĩng: Sẽ m t nhiều th i gian h n đ đ t nhi t đ làm vi c và trong kho ng th i gian này đ ng c sẽ ph i ho t đ ng v i m t hịa khí khơng đúng
Hình 2.5. C m biến khí th i lo i khơng nung nĩng [11]
V trí b c m bi n khí th i trong ơ tơ
Thơng th ng, c m biến khí th i (upstream oxygen sensor) đ c vặn vào l cĩ ven
răng ngay phía tr c b ph n lọc khí th i (catalytic converter) của đ ng c , b
ph n này gần cu i ng thốt khí cháy. Đơi khi m t b c m biến thứ hai đ c b trí ngay phía sau b lọc khí th i (downstream oxygen sensor), nh ng m c đích của b c m biến này ch đ xác đ nh tính năng làm vi c của chính b lọc khí th i này.
Đ ng c của những ki u xe m i hoặc nhiều xy lanh th ng cĩ từ 2 đến 4 b c m
biến khí th i b trí trên các nhánh của ng thốt khí th i.
2.1.3. Gi i thi u v b c c m bi n khí th i
V i c u t o của c m biến khí th i bên trên, trong s linh ki n c u thành c m biến thì cĩ v bọc c m biến (Housing) là linh ki n cĩ chức năng c đnh b c m biến vào thành ng khí th i, bao bọc phần bên trong của b c m biến.
Hình 2.7. V bọc c m biến khí th i
2.1.4. Quy trình s n xu t linh ki n v b c c m bi n
Hi n t i dịng ch y cơng đo n s n xu t linh ki n v bọc c m biến tr i qua 6 cơng
đo n gia cơng.
Cơng đo n d p ngu i đ c hình thành trên máy d p. (t i nhà máy khơng
thực hi n cơng đo n này).
Cơng đo n ti n OP1 đ c hình thành trên máy ti n CNC.
Cơng đo n ti n OP2 đ c hình thành trên máy ti n CNC.
Cơng đo n ép ren đ c hình thành trên máy ép ren.
Cơng đo n làm s ch đ c qua máy làm s ch Morigo.
Hình 2.8. Quy trình s n xu t linh ki n v bọc c m biến
2.1.5. Đi m v n đ t i cơng đo n s n xu t linh ki n v b c c m bi n
Hi n t i nhà máy các cơng đo n gia cơng ti n OP1, OP2, gia cơng ép ren đ c l u
chuy n tựđ ng bằng các h th ng băng t i, c c u tay g p tựđ ng c p phơi và nh thành phẩm. Tuy nhiên hi n t i cơng đo n làm s ch là làm s ch dừng l i mức bán tự đ ng, sử d ng máy làm s ch Morigo bán tự đ ng làm s ch (Hình 2.9). cơng
đo n này làm s ch theo r (400linh ki n linh ki n Housing/1 r ). Do đĩ cơng đo n này gặp v n đề linh ki n tồn đọng và ph thu c vào ng i thao tác đ v n chuy n r
đ làm s ch. Chính vì nh thế cơng đo n làm s ch hi n t i ho t đ ng tách r i v i dây chuyền s n xu t các cơng đo n tr c. Nhà máy đang cĩ xu h ng s n xu t theo dây chuyền tựđ ng nên c i tiến cơng đo n làm s ch hi n t i.
2.2. Lý thuy t cơng đo n làm s ch
2.2.1. V trí cơng đo n làm s ch
Hình 2.10. V trí cơng đo n làm s ch trong dịng ch y cơng đo n của 1 s n phẩm
ᬅLàm rõ đ làm s ch yêu cầu. (Trọng l ng- đ l n của d v t, l ng dầu
cịn sĩt .v.v..).ᬆPh ng pháp làm s ch ứng v i đ d của đ i t ng, xem xét dung d ch làm s ch. ᬇLàm rõ yêu cầu – ch tiêu qu n lý cơng đo n.
(Qu n lý đ s ch của s n phẩm, qu n lý bồn làm s ch ,v.v..)
2.2.2. Ph ng pháp làm s ch
2.2.3.Ch t làm s ch
Đ nâng cao năng lực làm s ch thì đánh giá đến vi c sử d ng dung d ch làm s ch.
T ng tựcác ph ng pháp làm s ch, ch t làm s ch cũng ph i tùy vào điều ki n làm
s ch và m c đích làm s ch thì sẽ cĩ ch t làm s ch thích h p.
B ng 2.2. B ng lựa chọn ch t làm s ch
2.2.4. Nguyên lý t y dầu c a các ph ng pháp
N c nĩng: thẩm th u vào dầu (d i sức căng bề mặt)/ mặt nguyên li u, tách dầu ra. Dựa vào tính ch t v t lý về sức căng bề mặt của ch t l ng, dùng n c nĩng đ phun rửa linh ki n dính dầu cùng v i áp lực khí đ làm s ch linh ki n. N c
nĩng thẩm th u vào dầu d i sức căng bề mặt nguyên li u, tách dầu ra. Lực bám dính dầu lên linh ki n ph thu c sức căng bề mặt (γ) nh cơng thức (2.1) [12].
1 F γ=
2 L (2.1)
Trong đĩ: F là lực bám của ch t l ng; L là chiều dài mặt ch t l ng di đ ng.
H s sức căng bề mặt (γ) ph thu c tính ch t n i t i của ch t l ng, trong đĩ
nhi t đ nh h ng đến sức căng bề mặt. Bằng thực nghi m cho th y h s sức căng
bề mặt gi m khi nhi t đ tăng thơng qua cơng thức thực nghi m Eưtvưs [13]. 2
3 C
γV =k(T -T) (2.2)
Trong đĩ: V là th tích mol của m t ch t; T C là nhi t đ t i h n và k là hằng s đ i v i hầu hết các ch t (k = 2,1 10 -7 JK -1 mol - 2/3) [13].
Ch t làm s ch d ng kiềm: Do tác d ng của ch t ho t tính bề mặt (nhũ hĩa,
phân tán) làm phân tán dầu trong dung d ch kiềm.
Dung mơi: Tác d ng phân rã dầu (ch t đ c tr phân ly sẽ yếu h n tính dầu,
tr ng h p dầu b làm yếu thì kh năng tẩy dầu sẽ gi m cực th p).
2.2.5. K t qu phân tích tình tr ng dính d v t
Dựa vào kết qu phân tích tình tr ng dính d v t (Hình 2.11) cho th y lực bám dính tăng khi đ ng kính các h t tinh th tăng dính vào s n phẩm cần làm s ch. Tuy nhiên lực bám dính của d v t đ c nh h ng tính chi ph i lực b c cầu của ch t l ng, do đĩ lực tác đ ng làm s ch nh h n lực bám dính của d v t.
2.2.6. Đ xu t ph ng án làm s ch
Từ vi c phân tích tr ng dính d v t bên trên cho th y tác gi m lực bám dính d v t chính là gi m lực b c cầu qua ch t l ng bằng cách nâng cao ch t làm s ch. Khi đĩ
nâng cao tính phân gi i và thẩm th u, nh vào đĩ sẽ làm đ dính d v t th p hay sức ép bề mặt th p, đ c th hi n (Hình 2.12). Nguyên nhân gây c n tr khi làm
s ch, đĩ chính là lực bám dính của d v t nh vào lực b c cầu ch t l ng.
Hình 2.12. Đề xu t ph ng án làm s ch 2.3. C s lý thuy t tính tốn l a ch n bĕng t i đai
2.3.1. Ph n lo i bĕng t i đai
Dựa vào kết c u băng t i đai đ c phân thành lo i c đnh và lo i di đ ng d
dàng trên các bánh xe. Đơi khi ng i ta cịn sử d ng băng t i nh những c m
thành phần trong m t t h p máy phúc t p (các cầu chuy n, t h p gầu ngo m guồng t i…)
Dựa vào cơng năng, các băng t i đai cũng đ c chia ra lo i v n năng và lo i chuyên d ng.
Dựa vào hình dáng đ ng chuy n cĩ th chia ra lo i băng chuy n theo
ph ng ngang, băng chuy n theo ph ng nghiêng và t ng h p [28].
2.3.2. Nh ng b ph n chính c a bĕng t i đai
Băng đai mềm khép kín (cĩ th là băng v i, cao su hay băng đ c phủ bằng
các lo i v t li u khác, băng thép hoặc băng cĩ lõi thép…).