KET QUA VÀ THẢO LUẬN
4.2.1 Phân tích kết cấu
Sản phẩm tủ sideboard có độ linh động cao nên các chi tiết, cụm chỉ tiết được tháo ráp một cach dé dàng bởi các vật liệu liên kết dé tháo ráp như bulon tán ngang, bulon tán cấy, vis, chốt, liên kết mộng, patt,... Cấu tạo của ti sideboard cụ thé được phân tích thành các chi tiết và cụm chi tiết sau:
- Ván mặt - Van day - Van hông
- Vách đứng giữa
- Ván tang di động 2 bên - Ván tầng di động giữa
: Cửa
- Cụm chan
Sau đây là các giải pháp liên kết của sản phẩm:
° Liên kết vis ứng dụng giữa các chỉ tiết ván mặt và ván đáy với cụm hông tủ, liên kết ván đáy với vách đứng giữa, liên kết giữa chân tủ với ván đáy, liên kết
giữa ván hậu với nóc và đáy tủ.
IEz itờ
ằ Liờn kờt chot: sử dung dộ liờn kờt cỏc chi tiệt như bụ liờn kột cum núc — cụm
Hình 4.10 Liên kết vis
hông, cụm đáy và vách ngăn — cụm mặt, cụm đáy, tầng di động.
Hình 4.11: Liên kết chốt
+ Liên kết mộng rãnh: Liên kết mộng rãnh ứng dụng liên kết cụm nóc, cụm ván
hông, cụm váchngăn và cụm cửa.
+ Bản lề bật sử dụng cho liên kết và di chuyên của cửa tủ.
Hình 4.13: Bản lề bật cong
+ Liên kết bulon dùng dé liên kết các chỉ tiết: chân (tiện), đế chân (tiện) — đáy tủ, chân (tiện) — dé chân (tiện).
4.2.2 Lựa chọn kích thước và kiểm tra bền:
Lựa chọn kích thước là một khâu rất quan trọng trong công việc thiết kế, các cạnh của một bề mặt, các kích thước của chỉ tiết này so với các kích thước của chi tiết khác, độ lớn của phần này so với độ lớn của phần khác đều có một tỷ lệ hợp lý sử dụng nguyên liệu một cách hợp ly dé tiết kiệm nguyên liệu, giảm giá thành sản pham dễ gia
công, đảm bảo độ bên, nâng cao tuôi thọ sản phâm.
Tôi lựa chọn kích thước và kiểm tra độ bền của nó, sau khi kiểm tra nếu chi tiết đủ bền thì chọn kích thước đấy là kích thước thiết kế và nếu ngược lại thì ta cần phải thay đôi lại kích thước dé chỉ tiết đủ bền, là một sản phẩm mộc chúng ta không chỉ đánh giá hình dáng bênngoài mà cần phải đánh giá độ bền và tuổi thọ của nó.
Đề đảm bảo sản phẩm có kết cấu vững chắc cần tính toán và kiểm tra bền ở những chỉ tiết chịu lực lớn nhất trong điều kiện nguy hiểm nhất. Phần lớn tính toán bền cho
các chi tiệt chịu uôn và chịu nén.
Số lượng và kích thước chi tiết sản phâm được trình bày ở bảng .
Hệ số an toàn là hệ số tổng hợp các nhân tố như: Kha năng chịu lực, khả năng vượt tải, độ chính xác trong tính toán và thiết kế, khuyết điểm trong thi công, hiện tượng tập
trung ứng suât,... Hệ sô an toàn được kí hiệu là K.
Qua phân tích khả năng chịu lực của tủ trang tri này ta thay sản phẩm chủ yếu chịu uốn vả chịu nén. Do đó, để dam bảo cho sản phẩm có kết cầu vững chắc, chịu lực tốt, ta cần phải tính toán và kiểm tra bền những chi tiết chịu lực tác dụng lớn nhất. Sau đó, so sánh các thông số tính toán được với các thông số chịu uốn và chịu nén của nguyên liệu, nếu chúngđủ bên thì các chi tiết khác cũng đủ bên.
Phương pháp kiểm tra bền: Để đảm bảo sản phẩm có kết cấu vững chắc, chịu lực tốt, ta cần phải tính toán và kiểm tra bền cho những chỉ tiết chịu lực. Chúng tôi có hai phương pháp kiểm tra bền: dựa vào các ứng suất cho phép của vật liệu dé tính tiết điện chịu lực, hoặc chọn lựa kích thước tiết điện theo thâm mỹ và công năng sau đó kiểm tra bền. Việc kiểm tra bền nằm đảm bảo tính an toàn và chất lượng sản phẩm trước khi
được người tiêu dùng sử dụng.
a. Kiểm tra khả nang chịu uốn của các chỉ tiết:
Các thông số ứng suất cho phép của gỗ Sôi trắng:
Ứng suất uốn tĩnh: ou= 1421(KG/em7) = 14210 (N/em^)
Ứng suất nén dọc thé: on= 689 (KG/em”) = 6890 (N/em?)
Chỉ tiết mặt tủ:
Ván nóc sử dụng MDF dan veneer Sôi. Giả sử có một người ngồi trên tủ với tải trọng tôi đa là 80 kg và tải trong vật dụng có trên tủ lúc này là 20kg, lúc này tong tải trọng đặt lên nóc tủ là 100kg. Vậy nóc tủ sẽ chịu một lực tổng hợp phân bố tác dụng là
1000N.
Kích thước của ván nóc tủ:
H= 25mm = 2.5 cm B = 400 mm = 40 cm
L= 1800 mm = 180 cm
Phuong trinh can bang tinh:
> Ma=NpxL—PxL/2=0
1 >ằ Mp =NaxL—-PxL/2=0
=> Np = P/2 = 2000/2 = 1000N
Do lực P tác dung ở giữa mat sắn ngang nên:
RA= P— Rs =2000 - 1000 = 1000N Do lực P tác dụng ở giữa nóc tủ nên:
NA = Ng = 1000 N
Mat cắt nguy hiểm là mặt cat ở giữa nóc tủ:
B x H=40x 2.5 = 100 (cm?)
Xét momen uốn tại mặt cat giữa nóc tủ:
Mu = NAx L2 = 1000 x 180/2 = 90000 ( N.cm)
Tiết diện của mặt là tiét diện hình chữ nhật, nên mômen chông uôn như sau:
Wu = (B x H”)/6 = (40 x 2.5?)/6 = 41.67 (cm?)
Do nguyên liệu làm nên chi tiết được làm từ gỗ OAK ghép nên chọn hệ số an
toàn K =3.
Vậy ứng suất uốn của nóc tủ trên tại mặt cắt là:
ou = K x Mu/Wu = 3 x 90000/41.67 = 64795.48 (N/cm?)< [ou] = 107000 (ẹ/cm?).
Do ứng suất tính nhỏ hơn ứng suất cho phép nên chi tiết dư bền.
fs you
art | Pim
al li
1000 1⁄1 - A
0 6
+
a aàw/ ằ
M Bls
Hình 4.15: Biểu đồ ứng suất uốn b. Kiểm tra khả năng chịu nén của các chỉ tiết:
Chỉ tiết hông tủ:
Ngoài nóc tủ, hông tủ cũng là bộ phận quan trọng và chịu lực nhiều. Hông tủ chịu tác dụng của toàn bộ trọng lượng của các chi tiết của tủ và tổng trọng lượng của các vật đặt trong tủ. Vì vậy, tôi tiến hành kiểm tra bền cho hệ hông tủ, dưới tác dụng của tổng hợp lực hông tủ sẽ chịu nén. Trọng lượng đặt lên hông tủ bao gồm: Trọng lượng của nóc tủ, các tắm váchngăn.
Giả sử tổng khối lượng đặt lên mặt cắt ngang là 200kg khi đó mỗi tắm hông sẽ
chịu một lực là 2000N.
B= 25 mm = 2.5 cmL = 400 mm = 40 cm
Lực doc tac dụng lên tắm hông Nz được tính như sau:
Ta có: Nz + P= 0 =>Nz= -P = -2000N
Ứng suất tại mặt cắt doc
z
N
Oo, =— (N/cm?).
F:v4
Trong đó: Fz là điện tích mặt cắt ngang của chi tiết.
Fz = 2.5 x 40 = 100 (cm?)
Nz là Lực đọc tác dụng lên chỉ tiết.
=>ỉ;= —__= 20 (N/cm’)2000 100
Đối với chi tiết hông tủ không chi thường xuyên chịu lực của toàn bộ tai trọng các vật đặt lên kệ mà còn chịu tải trọng của khối lượng của các chi tiết cấu tạo nên tủ. Vì vậy, tôi chọn hệ số an toàn cho hông tủ là: K = 4.
Vậy ứng suất nén của hông tủ trên tại mặt cắt là:
Chi tiết hông làm từ ván sợi MDF - ISmm nên cường độ chịu nén là
= 523,08(N/cm?)
Mà 4x oz = 4x 20 = 80 (N/cm?) <[o ] = 523.08(N/cm?).
Vậy chỉ tiết hông tủ dư bền và có khả năng chịu nén tốt với tải trọng 2000 N.
lq
— +0- Nz
h
Hình 4.16: Biéu đồ ứng suất nén chi tiết thang Chỉ tiết chân:
Chân chịu tác dụng của trọng lượng tất cả các chỉ tiết của tủ và trọng lượng của các vật đặt trong tủ. Vì vậy tôi tiến hành kiểm tra bền cho chân, dưới tác dụng của tổng
hợp lực chân tủ sẽ chịu nén.
Gia sử đặt lên vật trong lượng 150kg và các vật đặt lên tủ, các chi tiết của tủ là
50kg thì chân tủ phải chịu được trọng lượng m = 200 kg tương đương với lực tac dung P = 2000N.
sau:
Kích thước chân sau:
D= 45 mm= 4.5 cm
H=45 mm = 4.5 cm
Vi chân nghiêng một góc a = 15° nên lực dọc tác dụng lên chân NZ được tính như
NZ-(Pxcosơ )E 0 =>NZ = P x cos15= 1932 (N)
Dién tich mat cat ngang cua chân sau tại vi tri chịu nén:
Fz = 4.5 x 4.5 = 20.25 (cm?) Chọn hệ số an toàn: K = 4.
Mà gỗ Sồi trắng có oN = 6890 (N/cm?) Vậy ứng suất nén của chan tủ tại mặt cắt là:
o =Kx [NZ|/FZ=4 x 1932/20.25 = 95.41 (N/cm’) < [oN] = 5230 (N/cm’)
Do ứng suất tính nhỏ hơn ứng suất cho phép nên chỉ tiết du bền. Như vậy chân sau có khả năng chịu nén tốt với tải trọng 2000 N.
ls +0- Nz
\
0)
om
Hình 4.17: Biểu đồ ứng suất nén chi tiết nghiêng
4.2.3. Cơ sở tính toán chỉ tiêu kỹ thuật:
Dụng cụ và chất lượng đo: Độ chính xác gia công cũng như độ chính xác của các chỉ tiết trong quá trình sản xuất nó cũng phụ thuộc rất lớn tới dụng cụ đo, dụng cụ đo mà có sai số nhỏ thì độ chính xác trong khi đo lường càng cao, lượng du gia công ít, tỷ lệ lợi dụng gỗ cao và ngược lại.
Trình độ tay nghề công nhân: Trình độ tay nghề công nhân là yếu tố không kém phần quan trọng, làm ảnh hưởng tới năng suất làm việc, hiệu quả sản suất của công ty, quyết định tới độ chính xác gia công và tỷ lệ lợi dụng gỗ. Do đó yêu cầu phải có đội ngũ chuyên nghiệp,có trình độ tay nghề chuyên môn cao.
Tính chất của nguyên liệu: Nguyên liệu tốt, ít khuyết tật như cong vênh, mối mọt, mắt sông, mắt chết thì tạo thuận lợi trong quá trình sản xuất, đễ gia công, dễ trang sức bề mặt, tỷ lệ lợi dụng gỗ cao, nâng cao hiệu quả trong sản xuất. Nguyên liệu nhiều khuyết tật thì
tạo ra phế phẩm tăng cao, tốn nhiều thời gian sản xuất vì phải xử lý các khuyết tật,
khó trang sức bê mặt, tiêu hao nhiêu vật liệu phụ, hiệu quả sản xuât giảm.
Tình trạng máy móc: Trang thiết bị máy móc trong nhà máy tốt, gia công chính xác thì sai số gia công ít, chất lượng bề mặt đảm bảo yêu cầu lắp ráp và trang sức, sẽ hạn chế tình trạng hao hụt nguyên liệu trong sản xuất, nâng cao tỷ lệ lợi dụng gỗ và hạ giá thành sản phẩm. Máy gia công không chính xác thì khi gia công, sai số gia công sẽ tăng, lượng dư gia công, dung sai lắp ghép tăng, có thể ảnh hưởng đến quá trình lắp ráp, khó đáp ứng yêu cầu của khác hàng, vì vậy sẽ ảnh hưởng đến uy tín của công ty và
làm giảm hiệu quả trongsản xuât.
Yêu cầu sản phẩm: tính thâm mỹ, chất lượng, kết cấu sản phẩm đòi hỏi độ chính xác cao, chất lượng tốt, kết cấu phải bền vững, đảm bảo thì cũng gây khó khăn cho quá trình sản xuất vì đòi hỏi sản xuất phải khắt khe, độ chính xác gia công cao, sai số thấp, lắp ráp phải thật chính xác. Do đó đòi hỏi công ty phải có độ ngũ công nhân viên có tay nghé, trình độ và kinh nghiệm trong sản xuất.
4.2.4 Độ chính xác gia công:
Độ chính xác gia công trong sản xuất đồ mộc được phân thành 3 cấp độ:
- Cấp 1: Dùng trong trường hợp lắp ghép các sản phẩm chat lượng cao, có cấp chính xác cao, loại này thường ít sử dụng.
- Cap 2: Dung trong san xuat hang gia dung.
- Cap 3: Dùng dé gia công các chi tiết làm bao bì, hoặc một số chi tiết trong trong kiến trúc, yêu cầu độ chính xác không cao.
- Độ chính xác gia công nói lên mức độ phù hop về hình dạng kích thước, độ nhẫn bề mặt sau khi gia công so với yêu cầu danh nghĩa trên bản vẽ. Ngược lại với độ
chính xác gia công là độ sai lệch gia công, nói lên múc độ không phù hợp của các đại lượng nói trên. Độ sai lệch gia công là các đại lượng phan ánh sự sai lệch giữa các giá
trị thực tế đạt được sau khi gia công so với các giá trị danh nghĩa trên bản vẽ. Các đại
lượng đạt được trong gia công phản ánh độ chính xác gia công.
- Có hai loại sai lệch:
+ Sai lệch hệ thống: Sai lệch được lặp đi lặp lại một cách có hệ thống hay biến đổi có quy luật. Sai lệch này thường do dụng cụ do, máy móc,... sai lệch này có thê dự
đoán trước.
+ Sai lệch ngẫu nhiên: Sai lệch có dấu và trị số bất thường có tính ngẫu nhiên, thường xuathién do tay nghề công nhân.
Độ chính xác là một đặc tính rất co bản của bat kì một chỉ tiết của sản pham, dé gia công một chỉ tiết có độ chính xác tuyệt đối là rất khó, nó phụ thuộc vào nhiều yếu tố như: yêu cầu chất lượng của sản phẩm, tính chất nguyên liệu, trình độ tay nghề nhân công, tình trạng máy móc thiết bị tai nhà máy, kiểu dang — kết cấu chi tiết sản phẩm.
- — Yêu cầu chất lượng sản phâm: sản phẩm kệ sideboard được sử dụng trong gia đình nên yêu cầu chất lượng tương đối cao.
: Tính chất nguyên liệu: Mỗi loại gỗ có cấu tạo và tinh chat cơ lí khác nhau
nên độ chính xác cũng khác nhau.
- Trinh độ tay nghề nhân công: Tay nghề nhân công ảnh hưởng rat lớn đến
chính xác cao hơn.
= Trinh trạng máy móc, thiết bị: Tùy thuộc vào trình trang máy móc cũ hay hiện đại mà ảnh hưởng đến độ chính xác gia công của sản phẩm.
- Kiểu dáng — kết cau chi tiết sản phâm: Đối với chi tiết dé gia công như các chi tiết thắng, khối vuông vức thì đễ dàng đảm bảo độ chính xác cao hơn các chỉ tiết cong lượn, chỉ tiết chạm khắc phức tạp.
Qua khảo sát tình hình sản xuất thực tế của công ty cho thấy tình trạng máy móc
— thiết bị vận hành tốt, trình độ tay nghề công nhân giàu kinh nghiệm và yêu cầu chất lượng của sản pham tủ sideboard tương đối cao nên chọn cấp chính xác gia công phù hợp nhất là cấp 2.