Đặt vấn đề Trong lĩnh vực Quân sự, cụm định thời gian để kích hoạt một tính năng làm việc của hệ thống vũ khí, khí tài quân sự sau thời gian, thời điểm cài đặt. Điều này có ý nghĩa to lớn trong việc đảm bảo an toàn và phát huy tối đa hiệu quả sử dụng của hệ thống vũ khí đó. Chính vì vậy các loại vũ khí thông minh ngày nay không thể thiếu hệ chức năng xác định thời gian làm việc, đặc biệt là hệ thống tên lửa, đạn thông minh. Một ví dụ để dễ hiểu cho lý giải trên là quá trình hoạt động của một tên lửa như sau: Khi chưa sử dụng, tên lửa phải đảm bảo an toàn, khi phóng từ bệ phóng đến một cự ly nhất định tên lửa phải sẵn sàng hoạt động, cự ly đó được tính toán dựa trên vận tốc của tên lửa khi phóng và bộ định thời gian để đảm bảo rằng sau khoảng thời gian đó tên lửa đảm bảo an toàn cho hệ thống phóng và chuyển trạng thái sang sẵn sàng hoạt động để thực hiện nhiệm vụ của nó.
Để phát triển hệ thống vũ khí thông minh trong tương lai, rõ ràng việc chủ động nghiên cứu, chế tạo cụm định thời gian và mô đun hóa có thể xem là bước đi chủ động và rút ngắn thời gian nghiên cứu sau này, với ý nghĩa đó Đề tài đã chủ động đề xuất “Nghiên cứu thiết kế và chế tạo cụm định thời gian cơ khí bánh răng đồng hồ ứng dụng trong hẹn giờ” Phạm vi nghiên cứu của đề tài sẽ giới thiệu về đặc điểm, cấu tạo chung của cụm định thời gian kiểu đồng hồ. Xây dựng mô hình, giả thuyết để tính toán, thiết kế các chi tiết và cụm chi tiết của sản phẩm. Đi sâu vào công nghệ chế tạo các chi tiết chính của sản phẩm là các chi tiết bánh răng, trục răng dưới dạng lập quy trình công nghệ. Chế tạo một số sản phẩm mẫu và đánh giá hoạt động của cụm định thời gian.
Với mong muốn xây dựng và mô đun hóa về chế tạo cụm định thời gian cũng như xây dựng phương pháp tính toán để tạo ra đa dạng sản phẩm tùy thuộc vào yêu cầu của đầu bài đối với từng hệ thống vũ khí. Ngoài ra Đề tài cũng nhằm góp phần rút ngắn thời gian nghiên cứu và chế tạo đối với hệ thông vũ khí thông minh trong tương lai. Trong lĩnh vực dân dụng có thể ứng dụng để chế tạo đồng hồ cơ 3 khí hay các cụm hẹn giờ trong các thiết bị, đồ dùng sịnh hoạt. Rõ ràng lĩnh vực ứng dụng của sản phẩm Đề tài nghiên cứu là thiết thực và có ý nghĩa đối với sự phát triển của công nghệ trong quân sự cũng như dân sự.
Các nội dung cơ bản trong cụm hẹn giờ thời gian Quá trình nghiên cứu cụm hẹn giờ cơ khí bắt đầu từ việc nghiên cứu các cơ chế hoạt động của các loại hẹn giờ khác nhau và phát triển các mô hình toán học để mô tả các tính năng của các hẹn giờ. Sau đó, các nhà nghiên cứu đã xây dựng các mô hình thử nghiệm và tiến hành thử nghiệm trên các cụm hẹn giờ khác nhau để đánh giá các tính năng khác nhau của các hẹn giờ. Kết quả nghiên cứu đã đạt được nhiều thành tựu quan trọng, bao gồm: Phát triển các mô hình toán học để mô tả tính năng của cụm hẹn giờ cơ khí. Tính toán và đánh giá tính chính xác của cụm hẹn giờ cơ khí.
Phát triển các phương pháp để điều chỉnh và cài đặt cụm hẹn giờ cơ khí. Thiết kế và phát triển các cụm hẹn giờ cơ khí mới với các tính năng tiên tiến hơn, ví dụ như hẹn giờ với độ chính xác cao hơn hoặc có thể lập trình. Kết quả nghiên cứu và phát triển cụm hẹn giờ cơ khí đã đóng góp quan trọng cho việc nâng cao tính chính xác và độ tin cậy của các thiết bị cơ khí và điện tử. Cụm hẹn giờ cơ khí Các nghiên cứu về cụm hẹn giờ là rất ít.
Cụm hẹn giờ cơ khí đồng hồ là một thiết bị cơ khí đơn giản được sử dụng để đo thời gian và thường được sử dụng trong các ứng dụng công nghiệp và khoa học (Hình 1. Tuy nhiên, với sự phát triển của công nghệ điện tử, các thiết bị đo thời gian khác như đồng hồ điện tử và máy tính đã thay thế cụm hẹn giờ cơ khí đồng hồ trong nhiều ứng dụng. Tuy nhiên, vẫn có một số ứng dụng cụ thể mà cụm hẹn giờ cơ khí đồng hồ vẫn được sử dụng.1 Hình ảnh cấu tạo cụm hẹn giờ a. Trong lĩnh vực dân sự Trong các ứng dụng công nghiệp, cụm hẹn giờ cơ khí đồng hồ thường được sử dụng để đo thời gian của các quy trình sản xuất và làm việc.
Nó cũng có thể được sử dụng trong các thiết bị đo lường khác như máy đo áp suất, máy đo độ ẩm và nhiệt độ. Trong các thiết bị điện dân dụng như quạt điện, máy giặt. cụm hẹn giờ cơ khí vẫn được sử dụng để hẹn giờ vì đơn giản, tiện lợi, dể sử dụng và giá thành rẻ. Các nghiên cứu liên quan đến cụm hẹn giờ cơ khí đồng hồ vẫn được tiến hành để nâng cao độ chính xác và hiệu suất của thiết bị nêu trên.
Nhiều nghiên cứu tập trung vào việc tối ưu hóa thiết kế và các tính năng kỹ thuật của cụm hẹn giờ cơ khí đồng hồ để nâng cao độ chính xác và độ ổn định. Ngoài ra, cụm hẹn giờ cơ khí đồng hồ cũng được sử dụng trong các thiết bị đo lường chính xác như máy đo độ chính xác cao, trong đó nó được sử dụng để đồng bộ hóa thời gian và đảm bảo độ chính xác của các đo lường. Cụm hẹn giờ cơ khí đồng hồ vẫn là một phần quan trọng trong các ứng dụng công nghiệp và khoa học, và nghiên cứu tiếp tục được tiến hành để nâng cao độ chính xác và hiệu suất của thiết bị này. Trong lĩnh vực quân sự Trong quân sự cụm hẹn giờ được sử dụng nhiều hơn và rất đa dạng có thể rất đơn giản với yêu cầu chỉ thời gian làm việc trong vòng dưới một giây hay giải rộng hơn đến hàng giờ, tùy theo yêu cầu của từng sản phẩm.
Sử dụng hẹn giờ để mở bảo hiểm cho tên lửa hay đạn khi phóng ra khỏi hệ thống. Thông thường ở trạng thái chờ chiến đấu, hệ thống này luôn phải đảm bảo an toàn gần như tuyệt đối, ngoài ra khi đưa vào chiến đấu, khi phóng hay bắn tên lửa hay đạn phải đảm bảo một khoảng cách nhất định đối với kíp bắn hay bệ phóng để đảm bảo an toàn. Tất cả các hệ thống tên lửa đều có tính năng này và gần như sử dụng cụm hẹn giờ cơ khí rất nhiều. Các cụm hẹn giờ sử dụng ở đây thường hoạt động trong thời gian ngắn tính bằng giây hoặc nhỏ hơn.
Các sản phẩm loại này kết cấu thì đơn giản tuy nhiên yêu cầu về độ chính xác là rất cao. Trong các loại mìn, lựu đạn ứng dụng này cũng được sử dụng rất nhiều vì mực đích đảm bảo an toàn cho người sử dụng vì đa số chúng hoạt động ở cự ly gần sau khi được kịch hoạt nên cần có thời gian để ẩn nấp và sau thời gian đã đặt thì phải tự kích nổ. Trong quá trình phá đá hay các công trình sử dụng chất nổ, cũng sử dụng cụm hẹn giờ để đảm bảo an toàn khi đặt, vì quá trình đặt một khối lượng thuốc rất lớn ở nhiều vị trí khác nhau đòi hỏi thời gian dài và cự ly đảm bảo an toàn rất xa và giải pháp đơn giản là sử dụng cụm hẹn giờ để tính toán thời gian an toàn cho quá trình thực hiện và ẩn nấp, đồng thời kích nổ tin cậy. Công nghệ chế tạo bánh răng trong cụm bánh răng đồng hồ Ngoài các công nghệ chế tao răng truyền thống, răng đồng hồ là các lại bánh răng với Mô đun nhỏ, kết cấu có phần kém cứng vững, vì vậy không có quá nhiều lựa chọn phương pháp chế tạo.
Các công nghệ truyền thống như phay, xọc, đúc, dập, cán thì phương pháp phù hợp nhất là phay và dập còn các phương pháp khác không phù hợp do kết cấu bánh răng với mô đun nhỏ độ cứng vững kém [1]. Đặc điểm của hai dạng công nghệ này là: 6 a. Dập răng - Đây là phương pháp cho năng suất cao, chất lượng tốt, đặc biệt là bề mặt răng có độ bóng cao, làm giảm ma sát đáng kể trong quá trình ăn khớp. Dập bánh răng là một công nghệ sản xuất bánh răng thông qua việc dập một chi tiết thép tấm để tạo ra hình dạng bánh răng mong muốn [1].
Khả năng của công nghệ dập bánh răng phụ thuộc vào độ phức tạp của hình dạng bánh răng. Các hình dạng đơn giản có thể dập trực tiếp, trong khi các hình dạng phức tạp hơn có thể yêu cầu nhiều lần dập bố tri liên hoàn và gia công bổ sung. Phạm vi ứng dụng hiệu quả của công nghệ này đối với mô đun của bánh răng tùy thuộc vào yêu cầu của sản phẩm cuối cùng. Nếu sản phẩm cần độ chính xác cao và có số lượng sản xuất lớn, thì dập bánh răng là một phương pháp sản xuất hiệu quả.
- Ưu điểm: Chi phí sản xuất thấp hơn so với các phương pháp sản xuất khác. Thời gian sản xuất nhanh hơn so với các phương pháp sản xuất khác. Độ chính xác cao vì quá trình dập sử dụng khuôn mẫu chính xác. Không gây lãng phí vật liệu do sử dụng tấm thép tấm để tạo ra hình dạng bánh răng.
- Nhược điểm: Phương pháp dập bánh răng chỉ thích hợp với sản xuất các bánh răng đơn giản hoặc trung bình, đối với các bánh răng phức tạp hơn thì sử dụng phương pháp này khó khăn hơn. Cần phải chọn đúng vật liệu để tạo ra bánh răng, bởi vì nếu vật liệu không phù hợp sẽ dẫn đến việc bánh răng không đạt yêu cầu kỹ thuật và độ bền thấp. Công nghệ dập bánh răng có thể gây ra một số vết trầy xước trên bề mặt bánh răng hoặc tạo ra ba via về một phía vì vậy cần có thiết bị chuyên dùng để khử ba via. Phay lăn răng - Phay lăn răng dựa trên nguyên lý gia công bao hình.
Dao phay lăn răng có dạng một trục vít. Trong quá trình gia công dao và phôi nhận các chuyển động quay cưỡng bức như một cặp trục vít-bánh vít ăn khớp thực sự [2].