Nghiên Cứu Thiết Kế Và Chế Tạo Tay Máy Taro Bán Tự Động Trong Luận Văn Thạc Sĩ

Luận văn thạc sĩ phân tích nghiên cứu thiết kế chế tạo tay máy taro bán tự động, đánh giá thực trạng, chỉ ra hạn chế, đề xuất giải pháp khả thi cho thực tiễn.

Người đăng

Ẩn danh

Thể loại

đồ án tốt nghiệp

2023

96
3
0

Phí lưu trữ

35 Point

Mục lục chi tiết

LỜI CAM KẾT

LỜI CẢM ƠN

TÓM TẮT ĐỒ ÁN NGHIÊN CỨU THIẾT KẾ CHẾ TẠO MÁY TARO BÁN TỰ ĐỘNG

ABSTRACT RESEARCH, DESIGN AND MANUFACTURE OF SEMI-AUTOMATIC TAPPING MACHINE

1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN

1.1. Mục tiêu đề tài

1.1.1. Mục tiêu tổng quan

1.1.2. Mục tiêu cụ thể

1.2. Giới hạn đề tài

1.3. Phương pháp nghiên cứu

1.4. Khảo sát thị trường máy taro. Phương án thiết kế

2. CHƯƠNG 2: CƠ SỞ THIẾT KẾ MÁY

2.1. Yêu cầu cơ khí

2.2. Yêu cầu hệ thống điều khiển

3. CHƯƠNG 3: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG CƠ KHÍ

3.1. Một số loại động cơ phổ biến

3.2. Tính toán, thiết kế trục

3.2.1. Tính toán cơ cấu

4. CHƯƠNG 4: THIẾT KẾ CÁC CHI TIẾT CƠ KHÍ

4.1. Cụm chi tiết số 1

4.1.1. Chi tiết số 1 - Chân máy

4.1.2. Chi tiết số 2 - Trục Ø28

4.1.3. Chi tiết số 4 - Cử chặn

4.1.4. Chi tiết số 5 - Thép hộp 40x80x450

4.1.5. Chi tiết số 7 - Bạc lót trục Ø28

4.1.6. Chi tiết số 8 - Khóa trục

4.1.7. Chi tiết số 9 - Bạc lót trục Ø26

4.1.8. Chi tiết số 10 - Trục Ø26

4.1.9. Chi tiết số 11 - Vòng đệm Ø26

4.1.10. Chi tiết số 12 - Khớp xoay

4.1.11. Chi tiết số 13 - Bạc lót trục Ø14

4.1.12. Chi tiết số 14 - Trục Ø14

4.2. Cụm chi tiết số 2

4.2.1. Chi tiết số 15 - Thép hộp 25x40x360

4.2.2. Chi tiết số 18 - Pát nối

4.2.3. Chi tiết số 29 - Tấm trung gian

4.2.4. Chi tiết số 31 - Vòng định vị

4.2.5. Chi tiết số 32 - Càng xoay

4.2.6. Chi tiết số 33 - Bạc lót trục Ø12

4.2.7. Chi tiết số 34 - Trục Ø12

4.2.8. Chi tiết số 35 - Bạc lót trục Ø16

4.2.9. Chi tiết số 36 - Trục Ø16

4.2.10. Chi tiết số 39 - Trục Ø10

4.3. Cụm chi tiết số 3

4.3.1. Chi tiết số 21 - Nắp hộp động cơ

4.3.2. Chi tiết số 22 - Pát gắn tay cầm

4.3.3. Chi tiết số 26 - Bạc nối nhanh

4.3.4. Thông số kích thước của máy sau gia công

5. CHƯƠNG 5: ĐIỀU KHIỂN VÀ LẬP TRÌNH

5.1. Tìm hiểu yêu cầu

5.2. Xác định đầu vào đầu ra của hệ thống

5.3. Xác định cấu trúc phần cứng

5.4. Chương trình thực tế

6. CHƯƠNG 6: KẾT QUẢ VÀ ĐÁNH GIÁ

6.1. Hình ảnh thực tế

7. CHƯƠNG 7: TỔNG KẾT VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN CỦA ĐỀ TÀI

7.1. Đánh giá chung về máy

7.2. Định hướng phát triển

TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tóm tắt

I. Giới thiệu và mục tiêu

Luận văn thạc sĩ 'Nghiên cứu thiết kế chế tạo tay máy Taro bán tự động' tập trung vào việc phát triển một thiết bị gia công ren tự động, phù hợp với nhu cầu của các doanh nghiệp cơ khí nhỏ tại Việt Nam. Tay máy Taro được thiết kế để gia công ren với kích thước từ M3 đến M8, đáp ứng yêu cầu về độ chính xác và tiết kiệm chi phí. Mục tiêu chính của đề tài là tạo ra một sản phẩm 'hàng Việt Nam' với giá thành cạnh tranh, dễ sử dụng và bảo trì.

1.1. Mục tiêu tổng quan

Đề tài nhằm giải quyết vấn đề gia công ren trong kích thước lớn mà các máy CNC cỡ nhỏ không thể thực hiện được. Thiết bị tự động này sẽ giúp các doanh nghiệp tiết kiệm chi phí mua và vận hành máy, đồng thời cung cấp kinh nghiệm thiết kế và phát triển sản phẩm cơ khí.

1.2. Mục tiêu cụ thể

Nhóm nghiên cứu đặt mục tiêu tạo ra một máy Taro bán tự động có thể điều chỉnh bước ren, độ sâu ren và chiều ren thông qua màn hình cảm ứng HMI. Máy cũng được trang bị nút nhấn trên tay cầm để thuận tiện trong quá trình gia công.

II. Thiết kế và chế tạo

Quá trình thiết kế và chế tạo tay máy Taro được thực hiện dựa trên các yêu cầu kỹ thuật cụ thể. Nhóm đã sử dụng phần mềm Inventor để dựng hình 3D và tính toán các thông số kỹ thuật. Quy trình thiết kế bao gồm việc lựa chọn vật liệu, tính toán momen xoắn và thiết kế cơ cấu máy.

2.1. Yêu cầu cơ khí

Máy được thiết kế với không gian làm việc 820 x 820 x 1500 mm và bán kính hoạt động 500 mm. Vật liệu gia công bao gồm nhựa, nhôm 6061 và thép C45. Công nghệ chế tạo được áp dụng để đảm bảo độ chính xác và độ bền của các chi tiết.

2.2. Thiết kế hệ thống điều khiển

Hệ thống điều khiển của máy sử dụng PLC và màn hình cảm ứng HMI để điều chỉnh các thông số gia công. Tự động hóa trong sản xuất được áp dụng để đảm bảo máy hoạt động chính xác và ổn định.

III. Kết quả và đánh giá

Sau khi hoàn thành, máy Taro bán tự động đã được thử nghiệm và cho kết quả khả quan. Máy có thể gia công ren với độ chính xác cao, dễ dàng điều chỉnh và sử dụng. Tuy nhiên, vẫn còn một số hạn chế như thiết kế mạch điện chưa tối ưu và vị trí màn hình điều khiển chưa thuận tiện.

3.1. Đánh giá hiệu suất

Máy đáp ứng được yêu cầu gia công ren từ M3 đến M8 với độ chính xác cao. Ứng dụng tay máy Taro trong thực tế cho thấy tiềm năng lớn trong việc tiết kiệm chi phí và nâng cao hiệu quả sản xuất.

3.2. Hướng phát triển

Nhóm nghiên cứu đề xuất cải tiến thiết kế mạch điện và vị trí màn hình điều khiển để tối ưu hóa hiệu suất và tính thẩm mỹ của máy. Máy móc công nghiệp này có thể được phát triển thêm để đáp ứng nhu cầu đa dạng của thị trường.

13/02/2025

Trích đoạn nội dung tài liệu

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN .2 Mục tiêu đề tài .1 Mục tiêu tổng quan.2 Mục tiêu cụ thể .3 Giới hạn đề tài .4 Phương pháp nghiên cứu.5 Khảo sát thị trường máy taro. Phương án thiết kế. 4 CHƯƠNG 2: CƠ SỞ THIẾT KẾ MÁY .1 Yêu cầu cơ khí .2 Yêu cầu hệ thống điều khiển. 6 CHƯƠNG 3: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG CƠ KHÍ.2 Một số loại động cơ phổ biến .3 Tính toán, thiết kế trục .1 Tính toán cơ cấu.

9 CHƯƠNG 4: THIẾT KẾ CÁC CHI TIẾT CƠ KHÍ .1 Cụm chi tiết số 1. Chi tiết số 1 - Chân máy. Chi tiết số 2 - Trục Ø28. Chi tiết số 4 - Cử chặn.

Chi tiết số 5 - Thép hộp 40x80x450. Chi tiết số 7 - Bạc lót trục Ø28. Chi tiết số 8 - Khóa trục. Chi tiết số 9 - Bạc lót trục Ø26.

Chi tiết số 10 - Trục Ø26. Chi tiết số 11 - Vòng đệm Ø26. Chi tiết số 12 - Khớp xoay. Chi tiết số 13 - Bạc lót trục Ø14.

Chi tiết số 14 - Trục Ø14.2 Cụm chi tiết số 2 .1 Chi tiết số 15 - Thép hộp 25x40x360 .2 Chi tiết số 18 - Pát nối .3 Chi tiết số 29 - Tấm trung gian .4 Chi tiết số 31 - Vòng định vị .5 Chi tiết số 32 - Càng xoay .6 Chi tiết số 33 - Bạc lót trục Ø12 .7 Chi tiết số 34 - Trục Ø12.8 Chi tiết số 35 - Bạc lót trục Ø16 .9 Chi tiết số 36 - Trục Ø16.10 Chi tiết số 39 - Trục Ø10.3 Cụm chi tiết số 3 .1 Chi tiết số 21 - Nắp hộp động cơ .2 Chi tiết số 22 - Pát gắn tay cầm .3 Chi tiết số 26 - Bạc nối nhanh .4 Thông số kích thước của máy sau gia công. 51 CHƯƠNG 5: ĐIỀU KHIỂN VÀ LẬP TRÌNH .1 Tìm hiểu yêu cầu .2 Xác định đầu vào đầu ra của hệ thống .3 Xác định cấu trúc phần cứng .5 Chương trình thực tế. 64 CHƯƠNG 6: KẾT QUẢ VÀ ĐÁNH GIÁ .1 Hình ảnh thực tế. 74 CHƯƠNG 7: TỔNG KẾT VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN CỦA ĐỀ TÀI .1 Đánh giá chung về máy .2 Định hướng phát triển.

76 TÀI LIỆU THAM KHẢO. 78 vi DANH MỤC HÌNH ẢNH Hình 1.1: Phác thảo sơ bộ .2: Phương án thiết kế 1 .3: Phương án thiết kế 2 .1: Bảng tra hệ số điều chỉnh .2: Bảng tra hệ số và các số mũ .3: Sơ đồ phân bố trục .4: Khoảng cách từ motor đến trục 1 .5: Khoảng cách giữa trục 1 và trục 2 .6: Sơ đồ phân bố lực từ động cơ đến trục 1 và 2 .7: Biều đồ nội lực trục 1 .8: Bảng tra mác thép TCVN 1966-75 .9: Biểu đồ nội lực trục 2 .9: Biểu đồ nội lực trục 2 .10: Phân tích tổng hợp lực tại trục 3, 4 .11: Biều đồ nội lực trục 3 .12: Biểu đồ nội lực trục 4 .13: Biều đồ phân bố lực và moment từ trục 3,4 đến trục 5,6 .14: Biểu đồ nội lực trục 5 (Khi tay hợp với bàn môt góc 0°) .15: Biểu đồ nội lực trục 5 (Khi tay hợp với bàn môt góc 60°) .16: Biểu đồ nội lực trục 5 (Khi tay hợp với bàn môt góc -60°) .17: Biểu đồ nội lực trục 7 .18: Biểu đồ nội lực trục 8. 28 Hình 4: Các cụm chi tiết.1: Cụm chi tiết số 1 .1: Chi tiết số 1 - Chân máy .2: Chi tiết số 2 - Trục Ø28 .3: Chi tiết số 4 - Cử chặn .4: Chi tiết số 7 - Bạc lót trục Ø28 .5: Chi tiết số 7 - Bạc lót trục Ø28 .6: Chi tiết số 8 - Khóa trục .7: Chi tiết số 9 - Bạc lót trục Ø26 .8: Chi tiết số 10 - Trục Ø26 .9: Chi tiết số 11 - Vòng đệm Ø26 .10: Chi tiết số 12 - Khớp xoay .11: Chi tiết số 13 - Bạc lót trục Ø14 .12: Chi tiết số 14 - Trục Ø14 .2: Cụm chi tiết số 2 .1: Chi tiết số 15 - Thép hộp 25x40x360 .2: Chi tiết số 18 - Pát nối .3: Chi tiết số 29 - Tấm trung gian .4: Chi tiết số 31 - Vòng định vị .5: Chi tiết số 32 - Càng xoay.6: Chi tiết số 33 - Bạc lót trục Ø12 .7: Chi tiết số 34 - Trục Ø12 .8: Chi tiết số 35 - Bạc lót trục Ø16 .9: Chi tiết số 36 - Trục Ø16 .10: Chi tiết số 39 - Trục Ø10 .3: Cụm chi tiết số 3 .1: Chi tiết số 21 - Nắp hộp động cơ .2: Chi tiết số 22 - Pát gắn tay cầm .3: Chi tiết số 26 - Bạc nối nhanh .4: Thông số kích thước của máy sau gia công .1: Nguồn tổ ong 24V-20A .2: PLC Delta DVP-14SS2 .3: Màn hình cảm ứng HMI Delta .4: Động cơ bước 86HS156 .7: Cầu dao điện (CB).1: Màn hình điều khiển cảm ứng.3: Lắp máy hoàn chỉnh .4: Taro lỗ suốt chế độ Manual .5: Kết quả gia công chế độ Manual .6: Taro lỗ có độ sâu 14(mm) bằng chế độ Auto.7: Kết quả gia công chế độ Auto. 74 ix CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 1.1 Đặt vấn đề Gia công ren đã là một công đoạn quá đỗi quen thuộc trong gia công cơ khí.

Thế giới ngày một phát triển, công nghệ ngày một cải tiến, từ việc phải gia công từng chi tiết một, tra bảng ren trên những chiếc máy tiện xưa cũ, cho đến lập trình gia công tự động hàng loạt trên máy CNC, gia công ren đã không còn là vấn đề khó giải quyết. Tuy nhiên, đối với các máy CNC cỡ vừa và nhỏ thường được sử dụng ở các xưởng, công ty cơ khí nhỏ, việc gia công ren trong với kích thước lớn là không thể. Để giải quyết vấn đề đó, chúng ta có tay máy taro tự động. Trên thị trường hiện nay có rất nhiều loại tay máy taro, từ bán tự động dùng động cơ khí nén cho tới các máy tự động.

Đa số các máy taro tự động đều là hàng nhập khẩu từ các nước như Đức, Mỹ, Nhật, Đài Loan, …với giá thành rất đắt. Chính vì thế, nhóm đã quyết định chọn, tìm hiểu đề tài “Nghiên cứu, thiết kế, chế tạo tay máy taro bán tự động”, tạo ra một máy taro bán tự động “hàng Việt Nam” để có thể giúp đỡ, hỗ trợ phần nào cho thị trường các doanh nghiệp cơ khí nhỏ, tiết kiệm được chi phí mua, vận hành, sửa chữa máy.2 Mục tiêu đề tài 1.1 Mục tiêu tổng quan Mục đích của việc tiến hành đề tài “Nghiên cứu, thiết kế, chế tạo máy taro bán tự động” là đáp ứng nhu cầu gia công ren trong kích thước lớn của các doanh nghiệp cơ khí nhỏ, tiết kiệm chi phí mua, vận hành, sữa chữa máy. Bên cạnh đó, dự án này có thể cung cấp kinh nghiệm cho các nhà nghiên cứu thông qua việc sử dụng kiến thức cơ khí để thiết kế và phát triển một máy với ứng dụng rộng rãi.2 Mục tiêu cụ thể Trong đồ án “Nghiên cứu, thiết kế, chế tạo tay máy taro bán tự động”, nhóm đã đặt mục tiêu tạo ra một chiếc máy có thể gia công ren trong với kích thước từ M3 đến M8, có thể điều chỉnh được bước ren và độ sâu của ren thông qua bảng điều khiển màn hình cảm ứng HMI, lựa chọn gia công ren trái hoặc phải, có nút nhấn bắt đầu gia công thuận tiện trên tay cầm. Hy vọng máy của nhóm có thể đem đến sự tiện lợi, tiết kiệm chi phí cho các doanh nghiệp cơ khí trên khắp đất nước.3 Giới hạn đề tài Trong đề tài này, việc tự động taro đúng độ sâu đã đáp ứng được tính tự động hóa của máy.

Tuy nhiên, việc đáp ứng toàn bộ máy tự động hóa đã nằm ngoài phạm vi của đề tài (tự động di chuyển đến vị trí cần taro). Mỗi chiếc máy làm ra bản thân nó đều tồn tại một giới hạn do đó công việc của nhóm chỉ dừng ở mức tự động taro đúng độ sâu, chiều ren, tốc độ đã chọn.4 Phương pháp nghiên cứu Trên thị trường đã có nhiều loại máy taro bán tự động nhưng đa phần đều là hàng nhập từ các nước Nhật, Trung Quốc, Đài Loan, … Dựa trên sản phẩm đã có trên thị trường, nhóm đã tham khảo để thiết kế lại sao cho chi phí để hoàn thành một chiếc máy được tối ưu hóa, rẻ hơn nhưng vẫn đáp ứng được nhu cầu taro lỗ chính xác. Máy của nhóm làm ra có thể đáp ứng được nhu cầu taro lỗ từ M3 đến M8 với khả năng gia công độ sâu ren chính xác. Chi phí hoàn thành máy rẻ hơn so với các loại máy nhập khẩu, nếu sản xuất hàng loạt, giá thành có thể rẻ hơn, đáp ứng được nhu cầu của các doanh nghiệp cơ khí nhỏ.

Đề tài kết hợp giữa nghiên cứu phương pháp lý thuyết và thực nghiệm. Cụ thể: Nghiên cứu lý thuyết: - Tìm kiếm, tổng hợp các tài liệu liên quan đến đề tài. - Tính toán, thiết kế các chi tiết cơ khí. - Nghiên cứu, thiết kế, lập trình mạch điện, màn hình điều khiển.

Thực nghiệm: - Lắp đặt, gia công các chi tiết máy, taro thử một số chi tiết, tìm giải pháp khắc phục và các lỗi còn tồn đọng.5 Khảo sát thị trường máy taro Hiện nay, trên thị trường có đa dạng các loại máy taro từ tự động đến bán tự động, từ động cơ khí nén cho tới động cơ điện. Tiêu biểu như: Nhược Loại máy Hình ảnh Ưu điểm điểm 2 - Thiết kế đơn - Không thể giản. taro chính xác được Máy taro sử - Có thể dễ độ sâu. dụng động dàng lắp đặt ở cơ khí nén bất cứ đâu.

- Giá thành rẻ. - Điều khiển - Kích đơn giản, dễ thước máy sử dụng. - Mặt phẳng đặt chi tiết gia công nhỏ nên khó để gia công các chi tiết lớn. Máy taro sử - Khó taro dụng động chính xác cơ điện được độ sâu.

- Taro chính - Giá thành xác được độ cao. - Thiết kế nhỏ gọn, linh hoạt. - Có thể dễ dàng lắp đặt ở bất cứ đâu. 3 - Dễ dàng taro được các chi tiết lớn.

Kết luận: Từ bảng trên, ta thấy được các ưu, nhược điểm của từng loại máy, dựa vào đó thiết kế ra một chiếc máy đáp ứng được các tiêu chí: - Giá thành rẻ. - Thiết kế nhỏ gọn, linh hoạt. - Dễ sử dụng. - Có thể dễ dàng lắp đặt ở bất cứ đâu.

- Taro được các chi tiết kích thước lớn. - Taro chính xác được độ sâu. - Dễ dàng sửa chữa, bảo trì, thay thế linh kiện. Phương án thiết kế - Dựa vào các mấu máy taro có sẵn trên thị trường, nhóm đưa ra bản phác thảo đầu tiên về hình dáng của máy Hình 1.

Nội dung được bảo vệ bản quyền — Tải xuống đầy đủ

Luận văn thạc sĩ "Nghiên Cứu Thiết Kế Chế Tạo Tay Máy Taro Bán Tự Động" tập trung vào việc phát triển một thiết bị tay máy có khả năng thực hiện quá trình taro một cách hiệu quả và chính xác. Tác giả đã nghiên cứu các yếu tố kỹ thuật, thiết kế và chế tạo để tối ưu hóa quy trình sản xuất, từ đó nâng cao năng suất và chất lượng sản phẩm. Bài luận văn không chỉ cung cấp cái nhìn sâu sắc về công nghệ tay máy mà còn mở ra hướng đi mới cho các ứng dụng trong ngành cơ khí.

Để mở rộng thêm kiến thức về các chủ đề liên quan, bạn có thể tham khảo các tài liệu như Luận án tiến sĩ cơ kỹ thuật nhận dạng khuyết tật ổ bi dựa trên anfis và giải pháp xử lý dòng dữ liệu từ cảm biến, nơi nghiên cứu về công nghệ cảm biến trong cơ khí, hay Luận án tiến sĩ kỹ thuật cơ khí nghiên cứu ảnh hưởng của gia nhiệt trong quá trình uốn thép tấm để chế tạo một số chi tiết tàu thủy, giúp bạn hiểu rõ hơn về quy trình chế tạo chi tiết cơ khí. Ngoài ra, Luận án tiến sĩ đồ án môn chi tiết máy thiết kế trạm dẫn động xích tải cũng là một tài liệu hữu ích để tìm hiểu về các hệ thống dẫn động trong cơ khí. Những tài liệu này sẽ giúp bạn có cái nhìn toàn diện hơn về lĩnh vực cơ khí và ứng dụng của nó trong thực tiễn.