NGHIÊN CỨU THIẾT KẾ CHẾ TẠO PHỄU CẤP PHÔI RUNG ĐỘNG ĐA CHỨC NĂNG
Bộ Giáo Dục Và Đào Tạo Cộng Hòa Xã Hội Chũ Nghĩa Việt Nam
BỘ MÔN CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY
KHOA CƠ KHÍ CHẾ TẠO MÁY
NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Giáo viên hướng dẫn:
Giáo viên phản biện:
Họ và tên sinh viên: Họ và tên sinh viên:
- Tên đề tài: Nghiên cứu, thiết kế, chế tạo phễu cấp phôi rung động đa chức năng
- Các số liệu, tài liệu ban đầu: năng suất phễu 10000 sản phẩm/giờ
- Nội dung thuyết minh, tính toán:
- Tính toán, thiết kế tần số rung động
- Tính toán, xây dựng mô hình toán
- Tính toán, thiết kế phễu năng suất 10000 sản phẩm/giờ
- Thi công chế tạo.
- Các bản vẽ:
- Bản vẽ chi tiết: 1 tập bản vẽ chi tiết
- Bản vẽ lắp: 1 bản vẽ lắp
- Sản phẩm: 1 phễu cấp phôi tự động đa chức năng, năng suất 10000 sản phẩm/giờ
-
Hiện nay, Việt Nam đang trên con đường hội nhập với nền kinh tế thế giới, kinh tế Việt Nam có nhiều chuyển biến theo chiều hướng tích cực. Một trong những yếu tố góp phần cho công cuộc phát triển kinh tế nước nhà chính nhờ những ứng dụng khoa học kĩ thuật vào trong sản xuất. Trong đó, lĩnh vực tự động hóa cũng đóng góp một phần không nhỏ vào công cuộc phát triển nền kinh tế nước nhà.
Là sinh viên khoa Cơ Khí Máy chúng em thấu hiểu được tầm quan trọng của việc ứng dụng khoa học kỹ thuật trong sản xuất. Bên cạnh đó chúng em cũng luôn mong muốn sẽ đóng góp một phần sức mình với tư cách là một kỹ sư cơ khí khi ra trường để góp một phần nhỏ bé vào công cuộc xây dựng nước nhà.
Với đề tài: Nghiên cứu, thiết kế, chế tạo phễu cấp phôi rung động đa chức năng. Chúng em đã thực hiện được khối lượng công việc sau:
- Tính toán, thiết kế tần số rung động
- Tính toán, xây dựng mô hình toán
- Tính toán, thiết kế phễu
- Thi công chế tạo phễu cấp phôi tự động.
Vì kiến thức còn nhiều hạn chế và kinh nghiệm thực tế chưa nhiều nên trong quá trình thực hiện đề tài chúng em còn vướng nhiều thiếu sót. Chúng em rất mong đón nhận những sự góp ý của quý thầy cô để đề tài nghiên cứu của chúng em thực sự hoàn thiện và được đưa vào ứng dụng trong thực tế.
Chúng em chân thành cảm ơn sự hướng dẫn, giúp đỡ nhiệt tình của quý thầy cô đã giúp đỡ chúng em hoàn thành đề tài trong thời gian vừa qua.
Thành Phố Hồ Chí Minh, tháng 12 năm 2013
Nhóm Sinh Viên Thực hiện đề tài:
LỜI CẢM ƠN
Trong quá trình thực hiện đồ án vì kiến thức bản thân còn nhiều hạn chế, vì vậy chúng em đã gặp phải nhiều khó khăn. Tuy nhiên chúng em đã nhận được sự hướng dẫn và giúp đỡ nhiệt tình của quý thầy cô trong khoa Cơ Khí Chế Tạo Máy
Chúng em xin gởi đến quý thầy cô sự biết ơn sâu sắc, quý thầy cô đã không ngừng giúp đỡ truyền đạt cho chúng em những kiến thức vô cùng quý báu trong thời gian qua. Đặc biệt chúng em xin gởi đến thầy lòng biết ơn sâu sắc, thầy là người luôn quan tâm, giúp đỡ chúng em thật nhiều trong thời gian làm đồ án tốt nghiệp.
Tuy đã thật sự cố gắng, nhưng chúng em không thể trách khỏi thiếu sót rất mong nhận được sự đóng góp nhiệt tình của quý thầy cô để đồ án của chúng em thực sự được hoàn thiện hơn.
Một lần nữa, chúng em xin gởi đến quý thầy cô lòng biết ơn và lời chúc sức khỏe chân thành nhất. Kính chúc quý thầy cô luôn dồi dào sức khỏe, công tác tốt và ngày càng giúp đỡ nhiều hơn nữa những lớp sinh viên như chúng em sau này.
MỤC LỤC
PHẦN A: 1
GIỚI THIỆU.. 1
NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP. 2
NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN.. 2
NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN.. 3
NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN DUYỆT.. 4
LỜI NÓI ĐẦU.. 5
LỜI CẢM ƠN.. 6
MỤC LỤC.. 7
CÁC HÌNH VẼ.. 9
PHẦN B: 11
NỘI DUNG.. 11
CHƯƠNG I: DẪN NHẬP. 11
I. Đặt vấn đề:. 11
II. Tầm quan trọng của đề tài:. 12
III. Giới hạn đề tài:. 12
IV. Mục đích nghiên cứu:. 13
CHƯƠNG II: CƠ SỞ LÝ LUẬN.. 13
I. Dàn ý nghiên cứu:. 13
II. Đối tượng nghiên cứu:. 13
III. Phương pháp và phương tiện nghiên cứu:. 14
CHƯƠNG III: TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ.. 19
PHỄU RUNG MÁNG XOẮN.. 20
I. Sơ lược về cơ cấu cấp phôi rung động. 20
II. Cân bằng năng suất của cơ cấu cấp phôi rung động và của máy. 24
III. Xác định các thông số hình học của phễu:. 24
IV. Xác định khối lượng của phễu. 25
V. Xác định mômen tác dụng lên phễu:. 29
VI. Xác định chế độ chuyển động của chi tiết:. 30
VII. Tính lò xo:. 30
VIII. Tính nam châm điện:. 33
IX. Kiểm tra độ bền của chân (lò xo lá). 35
X. Xác định kích thước của đế:. 36
XI. Xác định kích thước của giảm chấn cao su. 37
XII. Xác định tần số dao động:. 38
XIII. Tính toán máng dẫn phôi:. 39
CHƯƠNG IV: TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ.. 41
PHỄU RUNG NGANG.. 41
I. Cân bằng năng suất của cơ cấu cấp phôi của máy. 41
II. Xác định các thông số hình học của phễu:. 41
III. Xác định khối lượng của phễu. 42
IV. Xác định mômen tác dụng lên phễu:. 44
V. Xác định chế độ chuyển động của chi tiết:. 45
VI. Tính lò xo:. 46
VII. Tính nam châm điện:. 48
VIII. Kiểm tra độ bền của chân (lò xo lá). 51
IX. Xác định kích thước của đế:. 52
X. Xác định kích thước của giảm chấn cao su. 53
XI. Xác định tần số dao động:. 53
PHẦN C: 54
KẾT LUẬN.. 54
I. Tóm tắt:. 55
II. Kết luận:. 55
TÀI LIỆU THAM KHẢO: 55
CÁC HÌNH VẼ
Hình 1a: Nguyên lý vận chuyển bằng rung động Trang 15
Hình 1b: Nguyên lý vận chuyển bằng rung động Trang 16
Hình 1c: Nguyên lý vận chuyển bằng rung động Trang 17
Hình 2: Cấu tạo phễu rung Trang 18
Hình 3: sơ đồ của cơ cấu cấp phôi rung động Trang 20
Hình 4: Cơ cấu cấp phôi rung động có nam châm điện Trang 21
Hình 5 : Các loại phễu tròn điển hình Trang 23
Hình 6: kết cấu phễu rung Trang 25
Hình 7: Phễu trên Trang 26
Hình 8: Cấu tạo phễu dưới Trang 27
Hình 9: Cấu tạo lò xo và vỏ bọc cuộn hút Trang 28
Hình 10: Lò xo Trang 30
Hình 11: Sơ đồ lực tác dụng lên lò xo Trang 31
Hình 12: nam châm điện có phần cảm dạng j Trang 33
Hình 13: Lò xo lá Trang 36
Hình 14: Đế dưới Trang 37
Hình 15: Giảm chấn cao su Trang 38
Hình 16: Kết cấu máng dẫn Trang 39
Hình 17: Chi tiết cần vận chuyển Trang 39
Hình 18: Tiết diện mặt cắt ngang rãnh xoắn Trang 40
Hình 19: Hệ thống lò xo tầng trên Trang 40
Hình 20: Hệ thống lò xo tầng dưới Trang 41
Hình 21: Hệ thống phễu rung ngang Trang 41
Hình 22: Giảm chấn cao su Trang 43
Hình 23: Mômen tác dụng lên phễu Trang 44
Hình 24: Sơ đồ lực tác dụng lên lò xo trên Trang 46
Hình 25 : Sơ đồ lực tác dụng lên lò xo dưới Trang 47
Hình 26: nam châm điện có phần cảm dạng j Trang 49
Hình 27 : Lò xo lá trên Trang 52
Hình 28 : Đế dưới Trang 52
Hình 29 : Giảm chấn cao su Trang 53
PHẦN B:
NỘI DUNG
CHƯƠNG I: DẪN NHẬP
- Đặt vấn đề:
Khoa học kỹ thuật ngày càng phát triển, việc ứng dụng những thành tựu khoa học kỹ thuật vào trong sản xuất ngày càng phổ biến, rộng rãi. Để đáp ứng nhu cầu thực tế, người cán bộ kỹ thuật phải nắm vững kiến thức chuyên môn, vận hành thành thạo máy móc, trang thiết bị hiện đại vào trong sản xuất. Quan trọng hơn, người cán bộ kỹ thuật cần có khả năng cải tiến dây chuyền, thiết bị sản xuất lỗi thời, không còn phù hợp với phương thức sản xuất cũ, nhằm đáp ứng nhu cầu ngày càng cao của lực lượng sản xuất không ngừng phát triển từng ngày.
Từ những yêu cầu trên, đội ngũ cán bộ kỹ thuật trong nước nói chung, các sinh viên thuộc các chuyên nghành kỹ thuật nói riêng đang gánh trên vai những trọng trách nặng nề, trọng trách xây dựng nền kinh tế nước nhà ngày càng phát triển theo chiều hướng công nghiệp hóa, hiện đại hóa. Tự động hóa cũng là một trong những lĩnh vực đặt biệt quan trọng, bởi tầm quan trọng của lĩnh vực tự động hóa trong sản xuất hiện nay là vô cùng quan trọng. Việc ứng dụng tự động hóa trong sản xuất giúp cho nhà sản xuất nâng cao năng suất lao động, tiết kiệm được thời gian, chi phí sản xuất, giải phóng sức lao động, đưa nhà máy hoạt động theo những dây chuyền chuyên nghiệp mà không cần phải quá phụ thuộc vào con người như trước đây.
Là sinh viên khoa Cơ Khí Máy trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật TP. HCM, được sự hướng dẫn của thầy , nhóm sinh viên nghiên cứu thực hiện đề tài: Nghiên cứu, thiết kế, chế tạo phễu cấp phôi rung động đa chức năng. Với mong muốn góp một phần nhỏ bé sự hiểu biết của mình nhằm tìm kiếm những hướng đi mới trong việc ứng dụng tự động hóa vào trong sản xuất.
- Tầm quan trọng của đề tài:
Hiện nay, nền công nghiệp nước ta đang trên đà phát triển nhanh chóng. Tuy nhiên, đa phần những máy móc thiết bị được nhập khẩu từ nước ngoài. Đó là một thực tại đáng buồn ở nước ta, đồng thời cũng là một trọng trách mà đội ngũ cán bộ kỹ thuật phải đảm nhận. Đó là việc nghiên cứu, thiết kế những máy móc, trang thiết bị để phục vụ nhu cầu ngày càng cao của công nghiệp nước nhà.
Nghiên cứu chế tạo máy là một phần rất quan trọng của một kỹ sư cơ khí chế tạo máy. Việc nghiên cứu, chế tạo thành công những máy công nghiệp sẽ mang lại những lợi ích vô cùng lớn. Vì thiết bị được nghiên cứu chế tạo trong nước sẽ có giá thành thấp hơn nhiều so với thiết bị ngoại nhập, trong khi đó vẫn đảm bảo được những yêu cầu kỹ thuật, những tính năng công nghệ cần thiết cho sản xuất. Bên cạnh đó cũng khẳng định được trình độ công nghiệp nước ta ngày càng phát triển, đang và sẽ theo kịp trình độ khoa học công nghệ của các quốc gia trên thế giới.
- Giới hạn đề tài:
Vì còn là sinh viên nên nhóm nghiên cứu rất tiếc vì những kiến thực hạn chế và sự thiếu thốn về kinh nghiện. Vì vậy đề tài: Nghiên cứu, thiết kế, chế tạo phễu cấp phôi rung động đa chức năng chỉ dừng lại ở những nội dung:
- Tính toán, thiết kế tần số rung động
- Tính toán, xây dựng mô hình toán
- Tính toán, thiết kế phễu rung
- Thi công chế tạo.
Vì vậy nhóm nghiên cứu rất mong nhận được những sự đóng góp, giúp đỡ nhiệt tình của quý thầy cô trường Đai Học Sư Phạm Kỹ Thuật TP. HCM để đề tài được hoàn thiện, và có thể đưa vào hoạt động trong thực tế.
- Mục đích nghiên cứu:
Nhóm nghiên cứu cố gắng vận dụng những kiến thức đã được học, cùng với sự giúp đỡ của thầy với mục đích hoàn thành sản phẩm phễu cấp phôi tự động bằng rung động điện từ.
Nhằm đưa sản phẩm vào hoạt động sản xuất thực tế tại các công ty sản xuất linh kiện điện tử. Sản phẩm sẽ là một khâu quan trọng trong băng chuyền cấp phôi tự động từ nơi thành phẩm đến nơi đóng gói.
Nhằm thay thế các phễu rung cấp phôi tự động nhập khẩu từ nước ngoài. Giảm giá thành sản phẩm, trong khi vẫn đảm bảo yêu cầu kỹ thuật và năng suất hoạt động của máy.
CHƯƠNG II: CƠ SỞ LÝ LUẬN
- Dàn ý nghiên cứu:
- Tham quan thực tế, tìm hiểu quy trình sản xuất từ nhà máy.
- Tính toán, thiết kế tần số rung động
- Tính toán, xây dựng mô hình toán
- Tính toán, thiết kế phễu
- Thi công chế tạo phễu cấp phôi tự động dựa theo những thông số đã tính toán được.
- Đối tượng nghiên cứu:
- Kết cấu phễu rung.
- Yêu cầu kỹ thuật, tính kinh tế và tính thẩm mỹ của phễu rung.
- Vật liệu cho từng bộ phận cấu thành phễu rung, để đảm bảo yêu cầu kỹ thuật trong quá trình làm việc.
- Dạng sản phẩm cấp phôi và năng suất máy.
- Phương pháp và phương tiện nghiên cứu:
- Phương pháp nghiên cứu:
- Nghiên cứu nguyên lý làm việc, kết cấu phễu rung từ những tài liệu sách giáo trình và tài liệu trên mạng internet
- Dựa vào yêu cầu năng suất, dạng phôi để tính toán các thông số phễu rung.
- Thiết kế phễu rung, kiểm tra và sửa lỗi.
- Phương tiện nghiên cứu:
- Tài liệu kĩ thuật, sách giáo trình, tài liệu tìm kiếm trên các trang mạng kĩ thuật.
- Máy tính và các phần mềm kĩ thuật
- Dụng cụ, thiết bị tại xưởng cơ khí của thầy .\
- Nguyên lý vận chuyển phôi bằng rung động:
...................................................
- Cấu tạo phễu rung: Hình 2: Cấu tạo phễu rung
Đế dưới 2 và đế trên 5 được liên kết với nhau nhờ 3 cục đỡ 3 gắng trên 3 lò xo 4, mỗi lò xo gồm 3 tấm gỗ phíp. Cục đỡ 3 được vạt góc nghiêng 150 so với mặt phẳng nằm ngang đế dưới 2. Cuộn hút 6 là nam châm điện mạch từ hở được gắn cố định với đế dưới nhờ đế điều chỉnh 7, đế điều chỉnh 7 được bắt buloong với đế 2. Ta có máng xoắn ốc được gắn cố định trên đế trên 5 để vận chuyển phôi.
- Nguyên lý làm việc của phễu rung:
Khi cấp nguồn cho cuộn hút, cuộn hút sẽ trở thành nam châm điện mạch từ hở. Nam châm điện tạo ra lực điện từ hút nhả liên tục cốc phễu với tần số được điều chỉnh cho phù hợp với một bộ chỉnh tần số(bộ biến tần).
Nhờ bộ lò xo được đặt nghiêng góc 150 so với mặt phẳng thẳng đứng đi qua và vuông góc với đế và cốc phễu tại chân của lò xo, nên hệ thống sẽ thực hiện dao động. Cốc phễu thực hiện đồng thời 2 dao động: Dao động tịnh tiến lên xuống T và dao động quay quanh đường tâm O tưởng tượng đi qua 2 tâm của đế trên và đế dưới.
Phôi đang nằm hỗn độn trong cốc phễu chịu tác dụng của lực ly tâm sẽ tản ra thành phễu và tiếp xúc với đầu cánh xoắn. Tại cánh xoắn do sự khác biệt về giá trị của các lực tác dụng lên phôi, cụ thể là lực quán tính và lực ma sát đã được trình bày trong phần nguyên lý vận chuyển phôi bằng rung động. Phôi sẽ được vận chuyển từ đáy phễu lên đến miệng phễu và theo hệ thống máng dẫn đến nguyên công tiếp theo trong dây chuyền công nghệ. Tốc độ vận chuyển và bước nhảy của chuyển động phụ thuộc vào góc nghiêng lò xo, góc nghiêng cánh xoắn và tần số dao động.
................................................................
- Tóm tắt:
Trong thời gian thực hiện đồ án cùng với sự nổ lực của bản thân, nhóm sinh viên thực hiện đồ án đã nhận được sự hướng dẫn và giúp đỡ nhiệt tình của Thầy, cùng sự giúp đỡ tận tình của các Thầy Cô trong khoa CKM trường đã tạo điều kiện cho nhóm nghiên cứu về dụng cụ để chế tạo đề tài, cùng nhiều ý kiến đóng góp quý báu. Trong thời gian qua nhóm nghiên cứu đã thiết kế thành công đề tài: thiết kế chế tạo phễu rung động đa chức năng.
- Kết luận:
Như vậy, đề ti thiết kế chế tạo phễu rung động đa chức năng đ cơ bản đã được hoàn thành: Sản phẩm phễu rung động đa chức năng được thiết kế để vận chuyển phơi lồng đền. Tuy nhiên phễu rung động đa chức năng có thể vận chuyển được nhiều dạng phôi có hình dạng hình học v vật liệu khc.Ngồi ra nhĩm cịn tính tốn thiết kế và đi vào ứng dụng trong thực tế cơ cấu cấp phôi rung động l phễu ngang.
Trong thời gian thực hiện đề ti, nhĩm nghin cứu đã học tập được rất nhiều điều bổ ích .Một là cũng cố lại toàn bộ kiến thức trong các môn: công nghệ chế tạo máy, thiết kế chi tiết my, vật liệu học... Hai là đã tiếp thu được rất nhiều kinh nghiệm trong trong quy trình thiết kế và chế tạo phễu dưới sự hướng dẫn tận tình của thầy .Và hơn hết là nhĩm nghin cứu đã học tập được ở thầy một cách làm việc có hiệu quảv kiểu tư duy đối với vấn đề cần phải giải quyết .
Tuy nhiên ,vì đây là lần đầu tiên nhĩm nghinf cứu được giao nhiệm vụ nghin cứu thiết kế chế tạo một đề ti thực tế nn cịn cịn gặp nhiều khó khăn và thiếu sĩt. Mặt khác trong hoàn cảnh kinh nghiệm còn non nớt, kiến thức còn hạn chế và một phần do phương pháp làm việc trong giai đoạn đầu chưa hiệu quả. Do đó, sản phẩm phễu rung động đa chức năng chưa thực sự được hồn thiện. Nhĩm nghin cứu kính mong quý Thầy Cô tận tình phân tích các sai sót và chỉ dạy thêm nhĩm nghin cứu hoàn thiện đề ti một cch tốt nhất.
Trong quá trình thực hiện đồ ti này, nhĩm đã được thầy tận tình hướng dẫn. Xin chân thành cảm ơn thầy đã nhiệt tình giúp đỡ chúng em hoàn thành cơng việc nghiên cứu chế tạo phễu rung động đa chức năng trong thời gian qua.
TÀI LIỆU THAM KHẢO:
- Hồ Viết Bình – Tự Động Hóa Quá Trình Sản Xuất – Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật TP.HCM – 2005
- Trần Văn Địch - Tự Động Hóa Quá Trình Sản Xuất – Nhà Xuất Bản Khoa Học Kỹ Thuật – 2006
- Geofrey Boothroyd – Assembly Automation And Product Design – Toyler And Pancis Group - 2005
*TÀI LIỆU THAM KHẢO
1. Nguyễn Hữu Lộc, Cơ sở thiết kế máy, NXB ĐHQGTP Hồ Chí Minh, 2004.
2. Nguyễn Trọng Hiệp, Chi tiết máy tập 1, 2 NXB Giáo dục, 1998.
3. Nguyễn Hữu Lộc, Bài tập chi tiết máy, NXB ĐHQGTP Hồ Chí Minh, 2003.
4. Nguyễn Hữu Lộc, Độ tin cậy trong thiết kế kỹ thuật , NXB ĐHQGTP Hồ Chí Minh, 2002.
