Đồ án nghiên cứu thiết kế hệ thống đo kiểm đánh giá chất lượng sản phẩm chế tạo cơ khí

Đồ án nghiên cứu hcmute nghiên cứu thiết kế hệ thống đo kiểm đánh giá chất lượng sản phẩm chế tạo cơ khí bằng phương, áp dụng công nghệ tiên tiến, tối ưu giải pháp kỹ thuật cho

• Tác giả: Bùi Tấn Lượng
• Người hướng dẫn: PGS. Đặng Thiện Ngôn
• Trường học: Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Tp.HCM
• Chuyên ngành: Công Nghệ Chế Tạo Máy
• Đề tài: Nghiên cứu thiết kế hệ thống đo kiểm đánh giá chất lượng sản phẩm chế tạo cơ khí bằng phương pháp cộng hưởng âm
• Loại tài liệu: đồ án tốt nghiệp
• Năm xuất bản: 2017
• Địa điểm: Tp. Hồ Chí Minh

Mục lục chi tiết

• LỜI CẢM ƠN
• TÓM TẮT NỘI DUNG ĐỀ TÀI
• MỤC LỤC
• DANH MỤC CÁC BẢNG
• DANH MỤC CÁC HÌNH
• DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT
• MỞ ĐẦU
• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN CÁC PHƯƠNG PHÁP ĐO LƯỜNG, KIỂM TRA ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG SẢN PHẨM CƠ KHÍ
• 1.1. Các phương pháp đo lường trong cơ khí
• 1.2. Các nguyên tắc cơ bản khi đo
• 1.3. Các phương pháp kiểm tra chất lượng sản phẩm cơ khí
• 1.3.1. Phương pháp kiểm tra phá hủy
• 1.3.2. Các phương pháp kiểm tra
• 1.3.2.1. Thử kéo ngang
• 1.3.2.2. Thử kéo kim loại đắp
• 1.3.2.3. Thử độ dai va đập
• 1.3.3. Phương pháp kiểm tra không phá hủy
• 1.4. So sánh phương pháp kiểm tra phá hủy và không phá hủy
• 1.5. Chế tạo và kiểm soát chất lƣợng mặt bích tại công ty PV-VT
• 1.5.1. Công nghệ chế tạo chi tiết mặt bích tại công ty PV-VT
• 1.5.1.1. Sơ lƣợc về chi tiết mặt bích tại công ty PV-VT
• 1.5.1.1.1. Chi tiết mặt bích D140
• 1.5.1.1.2. Ống nối1 1/2 inch
• 1.5.1.2. Quy trình công nghệ gia công mặt bích tại công ty
• 1.5.1.2.1. Quy trình công nghệ gia công mặt bích D 140
• 1.5.1.2.2. Quy trình công nghệ gia công ống nối
• 1.5.1.2.3. Hàn tạo mặt bích hoàn chỉnh tại công ty PV-VT
• 1.5.2. Phƣơng pháp đánh giá chất lƣợng mặt bích tại công ty PV-VT
• 1.5.2.1. Yêu cầu của việc đánh giá chất lƣợng
• 1.5.2.2. Các hƣ hỏng thƣờng gặp trên mặt bích của công ty PV-VT
• 1.5.2.3. Phƣơng pháp đánh giá chất lƣợng tại công ty PV-VT
• 1.5.2.3.1. Phƣơng pháp kiểm tra bột từ
• 1.5.2.3.2. Phƣơng pháp kiểm tra siêu âm
• 1.5.2.4. Quy trình đánh giá chất lƣợng mặt bích
• 1.5.3. Tồn tại của công việc kiểm tra đánh giá chất lƣợng chi tiết mặt bích tại công ty PV-VT
• 1.6. Các nghiên cứu trong và ngoài nƣớc
• 1.7. Các công việc nghiên cứu dự kiến
• 2. CHƢƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT CỘNG HƢỞNG ÂM
• 2.1. Lý thuyết về tín hiệu
• 2.1.1. Khái niệm về tín hiệu
• 2.1.2. Khái niệm và phân loại hệ xử lí tín hiệu
• 2.2. Phƣơng pháp phân tích tín hiệu âm thanh
• 2.2.1. Phƣơng pháp phân tích Wavelet
• 2.2.1.1. Phép biến đổi Wawelet liên tục
• 2.2.1.2. Phép biến đổi Wawelet rời rạc
• 2.2.1.3. Tính chất của phép biến đổi Wavelet
• 2.2.1.4. Một số ứng dụng của phép biến đổi Wawelet
• 2.2.2. Cơ sở toán học phép biến đổi Fourier
• 2.2.2.1. Lý thuyết phép biến đổi Fourier của tín hiệu liên tục
• 2.2.2.2. Biến đổi Fourier rời rạc
• 2.2.2.2.1. Biểu thức tính biến đổi Fourier của tín hiệu rời rạc tuần hoàn
• 2.2.2.2.2. Phép biến đổi Fourier của tín hiệu rời rạc dài hữu hạn
• 2.2.2.3. Một số ứng dụng của DFT
• 2.2.2.3.1. Phân tích phổ tín hiệu
• 2.2.2.3.2. Tính tín hiệu ra hệ thống rời rạc LTI
• 2.2.2.4. Tính nhanh DFT bằng thuật toán FFT
• 2.2.2.4.1. Hiệu quả tính toán của FFT
• 2.2.2.4.2. Nguyên tắc của FFT
• 2.3. Lý thuyết cộng hƣởng âm
• 2.3.1. Khái quát về âm học
• 2.3.1.1. Khái niệm âm thanh
• 2.3.1.2. Bản chất vật lý của âm thanh
• 2.3.1.3. Đặc trƣng sinh lý của âm thanh
• 2.3.1.4. Phổ của tín hiệu
• 2.3.1.5. Ảnh hƣởng của biên độ và tần số
• 2.3.2. Hiện tƣợng cộng hƣởng
• 2.3.3. Hiện tƣợng cộng hƣởng âm thanh
• 2.3.4. Lý thuyết dao động
• 2.3.4.1. Một vài khái niệm và định nghĩa
• 2.3.4.2. Nguyên nhân gây ra dao động
• 2.3.4.3. Các dạng phƣơng trình dao động
• 2.3.4.3.1. Dao động tự do của hệ tuyến tính một bậc tự do
• 2.3.4.3.2. Dao động cƣỡng bức của hệ tuyến tính một bậc tự do
• 2.3.5. Ứng dụng cộng hƣởng âm trong chẩn đoán chất lƣợng sản phẩm
• 2.4. Sơ đồ hệ thống chẩn đoán
• 2.5. Khả năng kiểm tra và các ƣu nhƣợc điểm của phƣơng pháp kiểm tra cộng hƣởng âm
• 3. CHƢƠNG 3: Ý TƢỞNG VÀ PHƢƠNG ÁN THIẾT KẾ
• 3.1. Yêu cầu thiết kế
• 3.2. Ý tƣởng thiết kế
• 3.3. Thiết kế máy tạo cộng hƣởng âm
• 3.3.1. Đề xuất nguyên lý hệ thống
• 3.3.2. Tính toán, thiết kế hệ thống băng tải
• 3.3.2.1. Xác định chiều rộng băng tải
• 3.3.2.2. Xác định lực căng tại các điểm đặc trƣng
• 3.3.2.3. Xác định số lớp vải cần thiết trong băng
• 3.3.2.4. Chọn động cơ băng tải
• 3.3.2.5. Xác định các kích thƣớc cơ bản của tang
• 3.3.3. Thiết bị thu nhận và xử lý tín hiệu âm thanh
• 3.3.3.1. Sơ đồ khối thu nhận tín hiệu âm thanh
• 3.3.3.2. Thiết bị và phần mềm thu nhận tín hiệu âm thanh
• 3.3.3.3. NI compact DAQ 9172
• 3.3.3.4. Thiết bị thu nhận tín hiệu NI9233
• 3.3.3.5. Phần mềm thu nhận tín hiệu
• 3.3.3.6. Cách thu tín hiệu âm thanh
• 3.3.4. Thuật toán và phần mềm xử lí tín hiệu
• 3.3.4.1. Phần mềm xử lí tín hiệu
• 3.3.4.2. Thuật toán xử lí tín hiệu
• 3.3.5. Xây dựng cơ sở dữ liệu đánh giá chất lƣợng mặt bích bằng phƣơng pháp cộng hƣởng âm
• 3.3.5.1. Cộng hƣởng âm
• 3.3.5.2. Ảnh hƣởng của biên độ và tần số
• 3.3.5.3. Phƣơng pháp xây dựng cơ sở dữ liệu
• 3.3.6. Tổng hợp thiết bị
• KẾT LUẬN – KIẾN NGHỊ
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tóm tắt

I. Nghiên cứu đo kiểm chất lượng sản phẩm cơ khí

Phần này tập trung vào đo kiểm chất lượng sản phẩm nói chung trong ngành cơ khí. Bài nghiên cứu khảo sát các phương pháp đo kiểm chất lượng sản phẩm hiện có, bao gồm cả phương pháp kiểm tra phá hủy và phương pháp kiểm tra không phá hủy. Kiểm tra chất lượng sản phẩm cơ khí là một khâu quan trọng, đảm bảo chất lượng sản phẩm trước khi đưa ra thị trường. Các phương pháp truyền thống như bột từ (Magnetic Particle Testing), thẩm thấu (Dye Penetrant Testing), siêu âm (Ultrasonic Test), và chụp ảnh phóng xạ (Radiographic Testing) được đánh giá về ưu điểm, nhược điểm và khả năng ứng dụng. Nhiều phương pháp này có hạn chế về môi trường, vật liệu áp dụng, và phụ thuộc vào tay nghề người thực hiện. Yêu cầu về chất lượng sản phẩm ngày càng cao, đòi hỏi phương pháp kiểm tra phải chính xác, nhanh chóng và hiệu quả, đồng thời thân thiện với môi trường. Kiểm soát chất lượng sản phẩm cơ khí là một phần quan trọng trong quản lý chất lượng sản xuất, hướng tới giám sát chất lượng sản phẩm tốt hơn. Bài nghiên cứu nêu bật nhu cầu về một phương pháp kiểm tra không phá hủy (NDT) tiên tiến hơn, đáp ứng yêu cầu hiện đại. Sản phẩm cơ khí chính xác đòi hỏi phương pháp kiểm tra chất lượng chính xác cao.

1.1 Phân tích phương pháp kiểm tra truyền thống

Bài nghiên cứu phân tích chi tiết các phương pháp kiểm tra chất lượng sản phẩm cơ khí hiện hành, bao gồm cả ưu điểm và nhược điểm. Các phương pháp như kiểm tra bột từ, kiểm tra thẩm thấu, kiểm tra siêu âm và kiểm tra phóng xạ được xem xét kỹ lưỡng. Nhược điểm của các phương pháp này, ví dụ như ô nhiễm môi trường (phương pháp chụp phim (RT), phương pháp kiểm tra từ tính (MT), phương pháp thẩm thấu (PT)), hạn chế về vật liệu áp dụng (phương pháp từ tính (MT), phương pháp thẩm thấu (PT), phương pháp siêu âm (UT)), và sự phụ thuộc vào tay nghề người thực hiện, được làm rõ. Thời gian kiểm tra dài (5-10 phút/sản phẩm) cũng là một hạn chế lớn. Kiểm tra chất lượng sản phẩm cần cải thiện để đáp ứng yêu cầu sản xuất hiện đại, đặc biệt trong bối cảnh sản lượng lớn và tiêu chuẩn chất lượng khắt khe. Kiểm tra không phá hủy (NDT) là hướng đi cần thiết để giải quyết các vấn đề này. Quản lý chất lượng sản xuất dựa trên việc lựa chọn phương pháp kiểm tra hiệu quả, chính xác và tiết kiệm thời gian.

1.2 Nghiên cứu trường hợp cụ thể Chi tiết mặt bích

Bài nghiên cứu tập trung vào kiểm tra chất lượng sản phẩm cụ thể là chi tiết mặt bích. Chất lượng sản phẩm cơ khí của mặt bích được xem xét, bao gồm các quy trình sản xuất và phương pháp kiểm tra hiện tại. Sản phẩm cơ khí chính xác như mặt bích đòi hỏi kiểm tra chất lượng nghiêm ngặt. Việc khảo sát kiểm tra chất lượng sản phẩm mặt bích tại công ty PV-VT cung cấp dữ liệu thực tế để đánh giá hiệu quả các phương pháp truyền thống. Các hư hỏng thường gặp trên mặt bích được phân tích, từ đó xác định các điểm yếu của phương pháp kiểm tra hiện tại. Kiểm soát chất lượng sản phẩm mặt bích hiệu quả đòi hỏi phương pháp kiểm tra chính xác và nhanh chóng, giảm thiểu sai sót và thời gian kiểm tra. Chất lượng sản phẩm ảnh hưởng trực tiếp đến hiệu quả và độ tin cậy của sản phẩm cuối cùng. Quản lý chất lượng sản xuất cần chú trọng đến từng khâu, bao gồm cả lựa chọn phương pháp kiểm tra phù hợp.

II. Phương pháp cộng hưởng âm trong đo kiểm chất lượng

Phần này tập trung vào phương pháp cộng hưởng âm như một giải pháp tiên tiến cho đo kiểm chất lượng sản phẩm. Bài nghiên cứu trình bày lý thuyết cộng hưởng âm, bao gồm các khái niệm cơ bản về âm học, phân tích cộng hưởng âm, và ứng dụng trong chẩn đoán chất lượng sản phẩm. Ứng dụng cộng hưởng âm trong kiểm tra chất lượng sản phẩm mang lại nhiều ưu điểm vượt trội so với các phương pháp truyền thống. Đo lường cộng hưởng âm cho phép phát hiện các khuyết tật bên trong vật liệu một cách chính xác và nhanh chóng. Phân tích cộng hưởng âm được sử dụng để đánh giá tính toàn vẹn cấu trúc của sản phẩm. Cộng hưởng âm cơ khí là một lĩnh vực nghiên cứu thú vị, hứa hẹn ứng dụng rộng rãi trong tương lai.

2.1 Cơ sở lý thuyết về cộng hưởng âm

Phần này trình bày chi tiết lý thuyết cộng hưởng âm, bao gồm các khái niệm cơ bản như hiện tượng cộng hưởng, dao động, và phân tích tín hiệu âm thanh. Cơ sở toán học phép biến đổi Fourier và phép biến đổi Wavelet được sử dụng để phân tích tín hiệu âm thanh thu được. Mục tiêu đề tài là ứng dụng lý thuyết này để thiết kế hệ thống đo kiểm chất lượng sản phẩm. Phương pháp phân tích tín hiệu âm thanh được lựa chọn cẩn thận để đảm bảo độ chính xác và hiệu quả của hệ thống. Đo lường cộng hưởng âm dựa trên nguyên lý mỗi vật thể có tần số cộng hưởng riêng, giúp phát hiện các khuyết tật dựa trên sự thay đổi tần số cộng hưởng. Nghiên cứu ứng dụng công nghệ này đóng góp vào sự phát triển của lĩnh vực kiểm tra không phá hủy (NDT). Cộng hưởng âm thanh được sử dụng như một công cụ hiệu quả để phát hiện lỗi sản phẩm cơ khí.

2.2 Ưu điểm và ứng dụng của phương pháp cộng hưởng âm

Phần này nhấn mạnh vào các ưu điểm của phương pháp cộng hưởng âm so với các phương pháp truyền thống. Phương pháp cộng hưởng âm cho phép đo lường chính xác, không phá hủy và tự động hóa cao. Thời gian kiểm tra ngắn (khoảng 1 phút/sản phẩm) phù hợp với sản xuất hàng loạt. Phương pháp đo lường chính xác giúp tăng hiệu quả và độ tin cậy của quá trình kiểm tra chất lượng. Cộng hưởng âm cơ khí được ứng dụng để phát hiện lỗi sản phẩm cơ khí, giúp đảm bảo chất lượng sản phẩm và giảm thiểu chi phí sản xuất. Nghiên cứu khoa học cơ khí tập trung vào việc tối ưu hóa hệ thống đo kiểm để đạt hiệu quả cao nhất. Ứng dụng công nghệ này hứa hẹn cải thiện quản lý chất lượng sản xuất trong nhiều ngành công nghiệp.

III. Thiết kế hệ thống đo kiểm chất lượng bằng phương pháp cộng hưởng âm

Phần này trình bày thiết kế hệ thống đo kiểm chất lượng sản phẩm sử dụng phương pháp cộng hưởng âm. Bài nghiên cứu đề xuất nguyên lý hoạt động và kết cấu tổng thể của hệ thống. Thiết kế hệ thống đo kiểm bao gồm các thành phần chính như thiết bị tạo cộng hưởng âm, thiết bị thu nhận và xử lý tín hiệu, và phần mềm phân tích dữ liệu. Thiết kế hệ thống tự động giúp tăng hiệu suất và độ chính xác của quá trình kiểm tra. Hệ thống thông minh này góp phần nâng cao chất lượng sản phẩm cơ khí và kiểm soát quá trình sản xuất. Nghiên cứu thiết kế hệ thống này là một đóng góp đáng kể cho lĩnh vực kiểm tra không phá hủy (NDT).

3.1 Thiết kế hệ thống phần cứng

Phần này mô tả chi tiết thiết kế hệ thống phần cứng, bao gồm thiết kế máy tạo cộng hưởng âm, thiết bị thu nhận tín hiệu âm thanh, và các thành phần cơ khí khác. Thiết kế cơ khí được tính toán kỹ lưỡng để đảm bảo độ bền và hiệu quả hoạt động của hệ thống. Chọn thiết bị phù hợp là một phần quan trọng của quá trình thiết kế. Hệ thống đo kiểm được thiết kế tối ưu để đảm bảo tính chính xác và độ tin cậy cao. Thiết kế hệ thống tự động giúp giảm thiểu thời gian và công sức của người vận hành. Kiểm tra chất lượng sản phẩm được thực hiện nhanh chóng và chính xác nhờ hệ thống phần cứng tiên tiến. Nghiên cứu và phát triển công nghệ này mang lại hiệu quả kinh tế cao cho doanh nghiệp.

3.2 Thiết kế hệ thống phần mềm

Phần này tập trung vào thiết kế hệ thống phần mềm, bao gồm thuật toán xử lý tín hiệu và xây dựng cơ sở dữ liệu. Phần mềm xử lý tín hiệu được phát triển để phân tích dữ liệu thu thập được từ các cảm biến. Thuật toán xử lý tín hiệu được tối ưu để đảm bảo độ chính xác và hiệu quả của quá trình phân tích. Xây dựng cơ sở dữ liệu giúp lưu trữ và quản lý dữ liệu kiểm tra chất lượng. Phân tích dữ liệu đo lường cung cấp thông tin chi tiết về chất lượng sản phẩm. Hệ thống quản lý chất lượng dựa trên dữ liệu thu thập và phân tích được cải thiện đáng kể. Nghiên cứu ứng dụng công nghệ thông tin trong lĩnh vực kiểm tra chất lượng sản phẩm này đóng góp vào sự tự động hóa và hiện đại hóa sản xuất.

Trích đoạn nội dung tài liệu

Đặt vấn đề Ngành cơ khí là một trong những ngành mũi nhọn, đóng vai trò đầu tàu trong sự nghiệp công nghiệp hóa, hiện đại hóa đất nƣớc. Các thiết bị cơ khí đƣợc sử dụng rộng rãi trong công nghiệp cũng nhƣ trong cuộc sống. Việc kiểm tra chất lƣợng sản phẩm cơ khí là khấu bắt buộc trƣớc khi sản phẩm đƣợc đƣa ra thị trƣờng. Hiện có nhiều phƣơng pháp kiểm tra nhƣ: bột từ (Magnetic Particle Testing), thẩm thấu (Dye Penetrant Testing), dòng điện xoáy (EddyCurrent Testing),chụp ảnh phóng xạ (Radiographic Testing), kiểm tra siêu âm (Ultrasonic Test), kiểm tra bằng truyền âm (Acoustic Emission).

Các phƣơng pháp kiểm tra chất lƣợng sản phẩm truyền thống bộc lộ ngày càng nhiều các khuyết điểm. Phƣơng pháp chụp phim (RT), phƣơng pháp kiểm tra từ tính (MT), phƣơng pháp thẩm thấu (PT) gây ô nhiễm môi trƣờng. Phƣơng pháp từ tính (MT), phƣơng pháp thẩm thấu (PT), phƣơng pháp siêu âm (UT) chỉ đƣợc sử dụng đối với một vài loại vật liệu nhất định. Tất cả phƣơng pháp trên đòi hỏi ngƣời kiểm tra phải đƣợc đào tạo một cách bài bản trƣớc khi tham gia vào quá trình đánh giá.

Cũng vì thế độ chính xác kiểm tra phụ thuộc vào tay nghề ngƣời thực hiện làm giảm độ tin cậy của việc kiểm tra. Thời gian thực hiện quá trình kiểm tra lớn (5 – 10 phút cho một sản phẩm). Tuy nhiên hiện nay, cùng với việc chuyên môn hóa sản xuất, số lƣợng hàng hóa sản xuất ngày càng lớn, yêu cầu về mặt chất lƣợng ngày càng khắc khe hơn. Từ đó yêu cầu sản phẩm phải đƣợc kiểm tra một cách nghiêm ngặt, chính xác cao nhƣng chi phí phải đƣợc hạ thấp.

Bên cạnh đó, việc bảo vệ môi trƣờng cũng phải đƣợc đặt lên hàng đầu. Chính vì vậy, yêu cầu, đòi hỏi cần có một phƣơng pháp NDT(Non-Destructive Testing) mới. phƣơng pháp mới này phải giữ đƣợc những ƣu điểm của nhƣng phƣơng pháp cũ nhƣng phải khắc phục đƣợc những khuyết điểm tồn tại. Phƣơng pháp đánh giá chất lƣợng sản phẩm cơ khí bằng phƣơng pháp cộng hƣởng âm ra đời khắc phục những nhƣợc điểm của các phƣơng pháp nêu trên: độ chính xác cao, độ trung thực kiểm tra cao, không phụ thuộc vào tay nghề ngƣời thực hiện, khả năng tự động hóa cao, thời gian thực hiện kiểm tra ngắn (khoảng 1 phút cho một sản phẩm) thích hợp để kiểm tra các sản phẩm đƣợc sản xuất với số lƣợng lớn.

Mục tiêu đề tài - Nghiên cứu, ứng dụng cộng hƣởng âm trong đo kiểm đánh giá chất lƣợng sản phẩm chế tạo cơ khí. 1 do an - Nghiên cứu, thiết kế hệ thống đo kiểm đánh giá chất lƣợng sản phẩm chế tạo cơ khí (chi tiết mặt bích) bằng phƣơng pháp cộng hƣởng âm. Đối tƣợng nghiên cứu Liên quan đến đề tài, các đối tƣợng sau đây đƣợc tập trung khảo sát, nghiên cứu: - Chi tiết mặt bích; - Hệ thống, quy trình đo kiểm đánh giá chất lƣợng chi tiết mặt bích. Phạm vi nghiên cứu Trong khuôn khổ đề tài, thiết bị phục vụ cho việc kiểm tra đánh giá chất lƣợng sản phẩm mặt bích bằng kỹ thuật cộng hƣởng âm với các khả năng phát hiện, phân loại (chi tiết thành phẩm, chi tiết phế phẩm) đƣợc tính toán thiết kế chi tiết.

Do thời gian nên vấn đề chế tạo không đƣợc đặt ra. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài - Ý nghĩa khoa học: + Đề xuất đƣợc nguyên lý, kết cấu thiết bị đánh giá chất lƣợng sản phẩm chế tạo cơ khí bằng phƣơng pháp cộng hƣởng âm. + Tính toán, thiết kế thiết bị đánh giá chất lƣợng sản phẩm chế tạo cơ khí bằng phƣơng pháp cộng hƣởng âm. - Ý nghĩa thực tiễn: + Thiết bị đánh giá chất lƣợng sản phẩm chế tạo cơ khí bằng phƣơng pháp cộng hƣởng âm giúp giảm thời gian kiểm tra, tăng năng suất chế tạo.

+ Có khả năng tự động hóa quá trình kiểm tra chất lƣợng sản phẩm và góp phần giảm chi phí sản xuất. + Giới thiệu cho thị trƣờng một sản phẩm mới, sản phẩm kiểm tra đánh giá chất lƣợng sản phẩm cơ khí bằng kỹ thuật cộng hƣởng âm, góp phần làm phong phú và mở rộng thị trƣờng cho ngành công nghiệp chế tạo cơ khí Việt Nam. 2 do an CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN CÁC PHƢƠNG PHÁP ĐO LƢỜNG, KIỂM TRA ĐÁNH GIÁ CHẤT LƢỢNG SẢN PHẨM CƠ KHÍ 1.1 Các phƣơng pháp đo lƣờng trong cơ khí 1.1 Định nghĩa Đo lƣờng là việc định lƣợng độ lớn của đối tƣợng đó. Đó là thiết lập mối quan hệ giữa đại lƣợng cần đo và một đại lƣợng có cùng tính chất vật lý đƣợc quy định dùng làm đơn vị đo [1].

Thực chất đó là việc so sánh đại lƣợng cần đo với đơn vị đo để tìm ra tỉ lệ giữa chúng. Độ lớn của đối tƣợng cần đo đƣợc biểu diễn bằng trị số của tỉ lệ nhận đƣợc kèm theo đơn vị đo khi dùng so sánh. Các phƣơng pháp đo trong cơ khí: - Dựa vào mối quan hệ giữa đầu đo và chi tiết đo: phƣơng pháp đo tiếp xúc vàphƣơng pháp đo không tiếp xúc. - Dựa vào quan hệ giá trị chỉ thị trên dụng cụ đo và giá trị của đại lƣợng đo: phƣơng pháp đo tuyệt đối và phƣơng pháp đo so sánh.

- Dựa vào mối quan hệ giữa đại lƣợng cần đo và đại lƣợng đƣợc đo: phƣơng pháp đo trực tiếp và phƣơng pháp đo gián tiếp.2Các nguyên tắc cơ bản khi đo Các nguyên tắc cơ bản khi đo là [1]: - Nguyên tắc Abbe: khi kích thƣớc đo và kích thƣớc mẫu nằm trên một đƣờng thẳng thì kết quả đo đạt độ chính xác cao nhất. a) Kích thước đo và kích thước mẫu không nằm b) Kích thước đo và kích thước mẫu trên đường thẳng nằm trên một đường thẳng Hình 1.1:Ảnh minh họa nguyên tắc Abbe[1] 3 do an - Nguyên tắc xích kích thƣớc gần nhất: xích kích thƣớc trong khi đo hình thành bởi một số khâu của trang bị đo và kích thƣớc đo, trong đó kích thƣớc đo là khâu khép kín. Khi kích thƣớc ngắn nhất thì kết quả đo đạt độ chính các cao nhất. Có nghĩa là khi trang thiết bị đo càng đơn giản, ít khâu khớp thì độ chính xác đo càng cao.

- Nguyên tắc chuẩn thống nhất: khi kiểm tra, nếu chọn chuẩn kiểm tra trùng với chuẩn thiết kế và chuẩn công nghệ thì kết quả kiểm tra đạt độ chính xác cao nhất. - Nguyên tắc kinh tế: nguyên tắc này nhằm đảm bảo độ chính xác đo trong điều kiện giá thành khâu đo thấp nhất.3 Dụng cụ đo Các dụng cụ đo để đánh giá các sản phẩm cơ khí thƣờng sử dụng đó là: - Dụng cụ đo kích thƣớc: thƣớc thẳng, thƣớc cặp, palme, thƣớc đo góc,… - Dụng cụ đo prôfin: dƣỡng đo ren, máy đo bánh răng,… - Dụng cụ đo kích thƣớc tế vi: đồ hồ so, máy đo độ song song,… - Dụng cụ đo độ cứng: máy đo độ cứng,… a) Bộ căn mẫu b)Calip c) Dưỡng đo ren Hình 1.2: Các dụng cụ đo cầm tay thông dụng [10] Hình 1.3: Máy đo thông số bánh răng [11] Hình 1.4: Thiết bị đo độ đồng tâm [12] 1.2 Các phƣơng pháp kiểm tra chất lƣợng sản phẩm cơ khí Quản lý chất lƣợng đã trở thành một bộ phận quan trọng trong quy trình sản 4 do an xuất ngày nay. Việc đảm bảo sản phẩm sản xuất đúng nhƣ ý tƣởng của ngƣời thiết kế và đạt đƣợc các kích thƣớc theo yêu cầu kỹ thuật là một thách thức của cả quy trình sản xuất. Hiện nay có 2 phƣơng pháp kiểm tra chính đó là phƣơng pháp kiểm tra phá hủy và phƣơng pháp kiểm tra không phá hủy.1 Phƣơng pháp kiểm tra phá hủy 1.1 Định nghĩa Là dạng kiểm tra mà chi tiết kiểm tra bị “phá hủy” khi dùng nó để tạo ra các mẫu kiểm tra (Test Specimens).

- Đối tƣợng áp dụng: phù hợp và kinh tế cho các đối tƣợng sản xuất sản phẩm hàng loạt, lớn, và hạn chế với sản phẩm ít và hiếm. - Mục đích: vật mẫu đƣợc phân tích và kiểm tra để làm sáng tỏ hơn cho kiểm tra không phá hủy.2 Các phƣơng pháp kiểm tra a) Thử kéo ngang - Mục đích thử: đo độ bền kéo tĩnh theo chiều ngang của liên kết hàn giáp mối. - Mẫu kiểm tra: chú ý bề mặt mẫu đƣợc gia công phẳng, tấm dày có thể cần nhiều mẫu. - Khả năng của phƣơng pháp thử: + Đo độ bền kéo tĩnh theo chiều ngang của liên kết hàn giáp mối.

+ Lực kéo tối đa: F = 220 kN. + Tiết diện ngang nhỏ nhất: A = 25mm × 12mm. + Độ bền kéo: Rm = F / A. A là tiết diện đo được trước khi kéo.

Rm là độ bền kéo của liên kết, Rm = 220000 / (25 x 12) = 733,3 MPa + Kéo mẫu kiểm tra với lực tăng dần cho tới khi nó đứt. - Tiêu chí chấp nhận: + Nếu mẫu kiểm tra đứt tại kim loại mối hàn, kết quả đạt yêu cầu (độ bền của liên kết hàn này đƣợc chấp nhận), với điều kiện độ bền tính toán đó lớn hơn hoặc bằng độ bền kéo tối thiểu đã quy định. + Nếu mẫu kiểm tra đứt bên ngoài mối hàn hoặc vùng nóng chảy, độ bền của liên kết hàn này đƣợc chấp nhận (đạt yêu cầu) nếu nó có giá trị lớn hơn hoặc bằng 95% giá trị độ bền kéo quy định cho cấp vật liệu của kim loại cơ bản đó. - Báo cáo kết quả: + Loại mẫu kiểm tra, ví dụ có tiết diện rút gọn.

5 do an + Thông tin về việc có loại bỏ phần lồi của mối hàn đi hay không. + Các kích thƣớc của mẫu kiểm tra. + Giá trị độ bền kéo [N/mm2], [MPa]. + Vị trí đứt.

+ Vị trí của bất kỳ khuyết tật nào nếu có. b)Thử kéo kim loại đắp - Mục đích thử: phê chuẩ n quy trình hàn cho mô ̣t số ƣ́ng du ̣ng đă ̣c biê ̣t , ví dụ cho vâ ̣n hành ở nhiê ̣t đô ̣ cao .Kiể m chƣ́ng (của nhà sản xuất điện cực ) rằ ng que hàn , dây hàn đáp ƣ́ng các cơ tính mà tiêu chuẩ n quy đinh ̣ để cấ p chƣ́ng chỉ hơ ̣p cách cho loại vật liệu hàn đó. - Mẫu kiểm tra: mẫu kiểm tra đƣợc gia công từ kim loại mối hàn theo hƣớng song song với tru ̣c do ̣c mố i hàn .Chiề u dài đo của mẫu kiể m tra phải hoàn toàn là kim loa ̣i mố i hàn. - Phƣơng pháp thử: đo độ bền kéo, giới hạn chảy, độ giãn dài tƣơng đối.

Giới hạn đàn hồi 4. Biến dạng tương đối 2. Giới hạn chảy 5. Giới hạn chảy quy ước 3.

Mẫu co thắt 6. Ứng suất kéo 9. Biến dạng dẻo quy ước Hình 1.