BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP.HCM KHOA CƠ KHÍ CHẾ TẠO MÁY ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGÀNH CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT CƠ KHÍ NGHIÊN CỨU, THIẾT KẾ THIẾT BỊ HÀN MA SÁT XOAY” GVHD: PGS. TS ĐẶNG THIỆN NGÔN SVTH: NGUYỄN ĐOÀN XUÂN TRƯỜNG MSSV: 11144107 SKL 0 0 3 9 6 1 Tp. Hồ Chí Minh, tháng 7/2015 do an BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM KỸ THUẬT TP. HỒ CHÍ MINH BỘ MÔN CÔNG NGHỆ TỰ ĐỘNG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Đề tài: “NGHIÊN CỨU, THIẾT KẾ THIẾT BỊ HÀN MA SÁT XOAY” Giảng viên hƣớng dẫn: PGS.
TS ĐẶNG THIỆN NGÔN Sinh viên thực hiện: NGUYỄN ĐOÀN XUÂN TRƢỜNG MSSV: 11144107 Lớp: 111442A Khoá: 2011 - 2015 Tp. Hồ Chí Minh, tháng 7/2015 do an TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM KỸ THUẬT TP. HCM CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM KHOA CƠ KHÍ CHẾ TẠO MÁY Độc lập - Tự do – Hạnh phúc Bộ môn ……………………………. NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Giảng viên hƣớng dẫn: …………….……… Sinh viên thực hiện: ……………………………………………… 1.
Các số liệu, tài liệu ban đầu: ……………. Nội dung chính của đồ án: ……………. Các sản phẩm dự kiến ……………. Ngày nộp đồ án: TRƢỞNG BỘ MÔN GIẢNG VIÊN HƢỚNG DẪN (Ký, ghi rõ họ tên) (Ký, ghi rõ họ tên) Đƣợc phép bảo vệ ………………………………………… (GVHD ký, ghi rõ họ tên) i do an LỜI CAM KẾT - Tên đề tài:“Nghiên cứu, thiết kế thiết bị hàn ma sát xoay” - GVHD: PGS.
TS ĐẶNG THIỆN NGÔN - Họ tên sinh viên: NGUYỄN ĐOÀN XUÂN TRƢỜNG - MSSV: 11144107 Lớp: 111442A - Địa chỉ sinh viên: 195/3 Ấp Thạnh An, Xã Thạnh Phong, huyện Thạnh Phú, Tỉnh Bến Tre - Số điện thoại liên lạc: 0169.3620 - Email: nguyendoanxuantruong2009@gmail.com - Ngày nộp khoá luận tốt nghiệp (ĐATN): 20/07/2015 - Lời cam kết: “Tôi xin cam đoan khoá luận tốt nghiệp (ĐATN) này là công trình do chính tôi nghiên cứu và thực hiện. Tôi không sao chép từ bất kỳ một bài viết nào đã được công bố mà không trích dẫn nguồn gốc. Nếu có bất kỳ một sự vi phạm nào, tôi xin chịu hoàn toàn trách nhiệm”. Hồ Chí Minh, ngày tháng năm 2015 Ký tên i do an LỜI NÓI ĐẦU Cùng với sự phát triển của khoa học công nghệ ngày nay, kéo theo đó là sự ra đời của các robots, dây chuyền, máy móc tự động, hiện đại, chính xác,… nhƣ các loại máy CNC, robots công nghiệp, công nghệ vũ trụ,… Việc áp dụng khoa học kỹ thuật, cơ khí hiện đại vào sản xuất, vào đời sống hàng ngày đã giúp con ngƣời nâng cao năng suất sản xuất, tiết kiệm thời gian cũng nhƣ chi phí.
Đồng thời nó cũng giúp biến mọi chuyện trở nên đơn giản hơn… Tuy nhiên để đảm bảo cho các thiết bị này hoạt động đƣợc, con ngƣời phải trải qua một quá trình dài bao gồm nghiên cứu, tính toán, thiết kế và chế tạo thử nghiệm. Ngay trong khi còn ngồi trên ghế nhà trƣờng, để đảm bảo việc áp dụng lý thuyết vào thực tiễn thì bộ môn Công nghệ tự động cũng nhƣ các bộ môn khác đều có môn “Khóa luận tốt nghiệp”, nhằm giúp sinh viên thực hiện đề tài của mình, khẳng định và áp dụng những lý thuyết đã học vào đề tài đó. Là sinh viên ngành Công nghệ Kỹ thuật Cơ khí – Khoa Cơ khí Chế tạo máy, em rất vinh dự khi đƣợc làm đề tài tốt nghiệp với tên đề tài “nghiên cứu, thiết kế thiết bị hàn ma sát xoay”. Em xin chân thành cám ơn thầy Đặng Thiện Ngôn cũng nhƣ các thầy cô khác đã hỗ trợ, giúp đỡ cũng nhƣ kiểm tra trong việc thực hiện đề tài của em.
SINH VIÊN THỰC HIỆN Nguyễn Đoàn Xuân Trƣờng ii do an LỜI CẢM ƠN Trải qua hơn 10 tuần thực hiện đề tài tôi đã hoàn thành một cách thành công, tốt đẹp nhất đề tài của mình. Để góp phần vào sự thành công đó, ngoài sự nỗ lực, quyết tâm thực hiện của bản thân thì còn có sự giúp đỡ trực tiếp hay gián tiếp của bạn bè, thầy cô, ngƣời thân và gia đình. Trƣớc tiên, tôixin cảm ơn sự giúp đỡ về mọi mặt nhƣ dụng cụ, trang thiết bị, tài chính,… và cả động viên tinh thần của các anh chị, bạn bè – những ngƣời bạn đích thực của tôi. Tiếp theo tôi cũng xin cám ơn sự hỗ trợ giúp đỡ về một số lý thuyết, kiến thức chuyên ngành cơ khí – kỹ thuật của các thầy cô thuộc khoa Cơ khí Chế tạo máy.
Đồng thời, tôi cũng xin cám ơn các thầy cô, cán bộ viên chức nhà trƣờng đã giúp đỡ, động viên, tạo điều kiện cho tôi thực hiện đề tài. Bên cạnh đó không thể không kể đến sự giúp đỡ của giáo viên phản biện – PGS. Lê Chí Cƣơng đã giúp tôi chỉnh sửa và hoàn thiện đề tài của mình. Góp phần lớn vào sự thành công của đề tài là sự giúp đỡ về mọi mặt của giáo viên hƣớng dẫn – PGS.
Đặng Thiện Ngôn và Reme Lab Cuối cùng, tôi xin đƣợc gửi lời cảm ơn tới ngƣời thân và gia đình, những ngƣời đã luôn sát cánh bên tôi trong mọi quãng đƣờng. Một lần nữa tôi xin chân thành cảm ơn! Nguyễn Đoàn Xuân Trƣờng iii do an TÓM TẮT ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU, THIẾT KẾ THIẾT BỊ HÀN MA SÁT XOAY Công nghệ Hàn ma sát xoay đã xuất hiện và tồn tại rất lâu tại Mỹ (1891), Liên Xô (1956) và Châu Âu (1920), nhiều thiết bị đƣợc ứng dụng rộng rãi dành để phục vụ cho các ngành công nghiệp Quân sự. Ngày nay, công nghệ Hàn ma sát xoay đƣợc đầu tƣ và nghiên cứu chuyên sâu và đƣợc phát triển rất mạnh mẽ trên nhiều khía cạnh, trong đó việc ƣu tiên vận hành trong các hệ thống sản xuất cơ khí, các hệ thống chế tạo vũ khí… Nhận thấy Hàn ma sát xoay là một hƣớng đi đầy tìm năng trong lĩnh vực chế tạo sản phẩm cơ khí, và trong tƣơng lai không xa, công nghệ Hàn ma sát xoay sẽ đƣợc ứng dụng rộng rãi vì vậy tôi đã quyết định làm đề tài “Nghiên cứu, thiết kế thiết bị Hàn ma sát Xoay” Trong quá trình thực hiện tôi đã tìm hiểu đƣợc các nguyên lý của Công nghệ Hàn ma sát, Các thông số công nghệ và các hệ thống liên quan nhƣ động cơ xoay chiều 3 pha, Hệ thống thủy lực, các loại cơ cấu đẩy, Đề xuất một số kết cấu và lựa chọn phƣơng án tối ƣu nhất để thực hiện gia công, Thiết kế hoàn chỉnh các bộ phận máy hàn ma sát, Chế tạo thử nghiệm các bộ phận của máy hàn ma sát, tuy nhiên trong quá trình làm việc, tôi vẫn còn một số hạn chế về tính toán, thiết kế chƣa tối ƣu, Kinh nghiệm còn thiếu và thời gian cũng nhƣ tài chính còn hạn hẹp Trong tƣơng lai, tôi sẽ cố gắng hoàn chỉnh thiết kế và chế tạo một các tối ƣu nhất, đảm bảo sự hài hòa giữa yếu tố kỹ thuật và Kinh tế cùng với đó là khảo sát nhu cầu thị trƣờng để có hƣớng đi đúng đắn trong việc chuyển giao công nghệ phục vụ sản xuất đại trà iv do an MỤC LỤC NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP .i LỜI CAM KẾT. ii LỜI CẢM ƠN.
iii TÓM TẮT ĐỀ TÀI .iv MỤC LỤC.v MỤC LỤC HÌNH ẢNH. viii MỤC LỤC BẢNG BIỂU .x CHƢƠNG I: GIỚI THIỆU .1 Tính cấp thiết của đề tài.2 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài : .3Mục tiêu và nội dung nghiên cứu của đề tài :. Đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu của đề tài:.1 Đối tƣợng nghiên cứu .2 Phạm vi nghiên cứu của đề tài. Phƣơng pháp nghiên cứu của đề tài.1 Cơ sở phƣơng pháp luận : .2Các phƣơng pháp nghiên cứu cụ thể : .6Kết cấu của đồ án tốt nghiệp.
Tổng quan chung về lĩnh vực nghiên cứu, các kết quả nghiên cứu trong và ngoài nƣớc đã công bố. Tổng quan chung về hàn ma sát xoay:. Các kết quả nghiên cứu đã công bố trên thế giới:. Tình hình nghiên cứu hàn ma sát xoay ở Việt Nam.8 CHƢƠNG 3: CƠ SỞ LÝ THUYẾT .1 Lịch sử hàn ma sát.2 Các thông số công nghệ hàn ma sát xoay.
Lực ma sát và tốc độ quay. Thời gian ma sát. Sự tƣơng quan giữa mô men và nhiệt năng: .3 Nguyên lý hoạt động hàn ma sát xoay.4 Quy trình hàn ma sát xoay.5 Hệ thống Xy lanh – Thủy lực .1 Trong lĩnh vực điều khiển .2 Trong hệ thống truyền động .3 Ƣu điểm của hệ thống truyền động bằng thủy lực .4 Nhƣợc điểm của hệ thống truyền động bằng thủy lực .5 Cấu trúc của hệ thống thủy lực .6 Đơn vị đo các đại lƣợng cơ bản .21 CHƢƠNG 4: PHƢƠNG HƢỚNG VÀ CÁC GIẢI PHÁP ĐỀ XUẤT .1Yêu cầu đề tài .2 Phƣơng án thiết kế.1 Phƣơng án 1: Hàn ma sát trên máy tiện.2 Phƣơng án 2: Máy hàn ma sát thông thƣờng .3 Phƣơng án 3: Máy hàn ma sát quán tính.4 Phƣơng án 4: Máy hàn ma sát điều khiển tự động hoàn toàn.3 Lựa chọn phƣơng án: .1 Phƣơng án 1: Hàn ma sát trên máy tiện.2 Phƣơng án 2: Hàn ma sát thƣờng.3 Phƣơng án 3: Hàn ma sát quán tính.4 Phƣơng án 4: Hàn ma sát điều khiển tự động hoàn toàn.4 Các bộ phận máy hàn ma sát xoay.5 Chế tạo máy hàn.26 CHƢƠNG 5: CÁC PHƢƠNG ÁN CHẾ TẠO MÔ HÌNH.1 Phƣơng án thiết kế khung chính .2 Phƣơng án thiết kế hệ thống đỡ trục chính và mâm cặp quay.3 Phƣơng án thiết kế hệ thống cố kẹp chặt chi tiết đứng yên .30 vi do an 5.4 Phƣơng án thiết kế hệ thống trƣợt mang chi tiết .5 Phƣơng án thiết kế hệ thống đẩy bằng xy – lanh thủy lực .6 Phƣơng án điều khiển tốc độ động cơ .36 CHƢƠNG 6: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CƠ CẤU .1 Kết cấu tổng thể .2 Tính toán cơ khí .1 Tính công suất máy .2 Tốc độ quay của trục chính .3 Tính toán bộ truyền đai .4 Tính toán xy lanh thủy lực .6 Khoảng cách hai mũi tâm: .41 CHƢƠNG 7: QUÁ TRÌNH CHẾ TẠO GIA CÔNG CHI TIẾT .1 Chế tạo khung đỡ .2 Lắp ráp bộ phận gá trục chính và mâm cặp quay .3 Chế tạo bộ phận gắn mâm cặp cố định. Chế tạo hệ thống trƣợt .5 Chế tạo bộ phận gá lắp xy lanh thủy lực .44 CHƢƠNG 9: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ .47 TÀI LIỆU THAM KHẢO .48 vii do an MỤC LỤC HÌNH ẢNH Hình 1.
Vét nứt trên mối hàn hồ quang. Mối hàn bị lẫn xỉ. Mối hàn không ngấu .1 Hình 4:Hàn thanh với thanh .2 Hình 5:Hàn ống với ống.3 Hình 6: Hàn thanh với thanh. Sơ đồ hàn ma sát xoay.
Sơ đồ nhiệt sinh ra trong quá trình ma sát. Hàn ma sát xoay trên máy tiện sử dụng đội thủy lực (Internet). Thiết bị hàn ma sát xoay của công ty Shenja.