Nghiên cứu và ứng dụng thiết bị đo số vòng quay di động trong thực tế

Nghiên cứu và ứng dụng thiết bị đo số vòng quay di động là một đề tài quan trọng… 69 trang · Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Thành phố Hồ Chí Minh · 2016.

• Tác giả: Cao Ngọc Minh
• Người hướng dẫn: ThS. Trần Thanh Lam
• Trường học: Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Thành phố Hồ Chí Minh
• Chuyên ngành: Công nghệ Chế tạo Máy
• Đề tài: Nghiên cứu và ứng dụng thiết bị đo số vòng quay di động
• Loại tài liệu: đồ án tốt nghiệp
• Năm xuất bản: 2016
• Địa điểm: Thành phố Hồ Chí Minh

Mục lục chi tiết

• LỜI NÓI ĐẦU
• 1. CHƯƠNG 1: Ý TƢỞNG VÀ TỔNG QUAN VỀ THIẾT BỊ ĐO SỐ VÒNG QUAY DI ĐỘNG
• 1.1. Ý TƢỞNG CHỌN ĐỀ TÀI
• 1.2. TỔNG QUAN VỀ THIẾT BỊ ĐO SỐ VÒNG QUAY DI ĐỘNG
• 1.2.1. Sơ lƣơ ̣c về thiết bị đo số vòng quay di động
• 1.2.2. Lơ ̣i ích của thiết bị đo
• 1.2.3. Các phƣơng pháp và nguyên lý đo số vòng quay của động cơ
• 1.2.3.1. Các phương pháp
• 1.2.3.2. Các nguyên lý đo số vòng quay
• 1.2.4. Tình hình sử dụng thiết bị đo số vòng quay trên thế giới và Việt Nam
• 1.2.4.1. Tình hình sử dụng thiết bị đo số vòng quay trên thế giới
• 1.2.4.2. Tình hình sử dụng thiết bị đo số vòng quay ở nước ta
• 2. CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT
• 2.1. LỰA CHỌN CẢM BIẾN CHO THIẾT BỊ ĐO

Tóm tắt

I. Giới thiệu và mục tiêu nghiên cứu

Nghiên cứu và ứng dụng thiết bị đo số vòng quay di động là một đề tài quan trọng trong lĩnh vực cơ khí chế tạo máy. Thiết bị đo số vòng quay đóng vai trò thiết yếu trong việc kiểm tra và đánh giá hiệu suất của các loại máy móc như máy tiện, máy phay CNC, và động cơ 3 pha. Mục tiêu chính của nghiên cứu là thiết kế và chế tạo một thiết bị đo số vòng quay di động hiệu quả, có khả năng đo lường chính xác và hỗ trợ công tác bảo trì, bảo dưỡng máy móc.

1.1. Lý do chọn đề tài

Trong bối cảnh công nghiệp hóa hiện đại, việc sử dụng thiết bị đo số vòng quay trở nên cấp thiết để đảm bảo độ chính xác và hiệu suất của máy móc. Các thiết bị đo truyền thống thường có độ chính xác thấp và quy trình xử lý thủ công, gây tốn thời gian. Nghiên cứu này nhằm giải quyết những hạn chế đó bằng cách phát triển một thiết bị đo số vòng quay di động hiện đại, có khả năng tự động hóa và độ chính xác cao.

1.2. Mục đích nghiên cứu

Nghiên cứu tập trung vào việc tìm hiểu cơ cấu hoạt động của thiết bị đo số vòng quay, thiết kế và chế tạo một thiết bị mới với các tính năng vượt trội. Mục tiêu cụ thể bao gồm tính toán và hoàn thiện thiết kế, nghiên cứu các phương pháp đo lường hiện đại, và ứng dụng thực tế trong các phòng thí nghiệm và xưởng sản xuất.

II. Phương pháp nghiên cứu và ứng dụng

Nghiên cứu sử dụng kết hợp phương pháp lý thuyết và thực nghiệm để phát triển thiết bị đo số vòng quay di động. Phương pháp lý thuyết tập trung vào việc nghiên cứu nguyên lý hoạt động của các cơ cấu chuyển động và tính toán lực tác động. Phương pháp thực nghiệm được áp dụng để kiểm tra độ chính xác và hiệu suất của thiết bị trong các điều kiện thực tế.

2.1. Phương pháp lý thuyết

Nghiên cứu lý thuyết bao gồm việc phân tích nguyên lý hoạt động của các thiết bị đo số vòng quay, tính toán lực từ và lực kẹp, và thiết kế các bộ phận chính của thiết bị. Đồng thời, nghiên cứu cũng tập trung vào việc lập trình và xử lý số liệu để đảm bảo độ chính xác cao trong quá trình đo lường.

2.2. Phương pháp thực nghiệm

Thực nghiệm được tiến hành để kiểm tra độ chính xác của thiết bị đo số vòng quay di động trong các điều kiện thực tế. Các thử nghiệm bao gồm đo tốc độ quay của các loại máy khác nhau, so sánh kết quả với các thiết bị đo truyền thống, và đánh giá hiệu suất tổng thể của thiết bị.

III. Kết quả và ứng dụng thực tiễn

Nghiên cứu đã thành công trong việc thiết kế và chế tạo thiết bị đo số vòng quay di động với độ chính xác cao và khả năng ứng dụng rộng rãi. Thiết bị này đã được thử nghiệm trên các loại máy như máy tiện, máy phay CNC, và động cơ 3 pha, cho kết quả đo lường chính xác và đáng tin cậy.

3.1. Ứng dụng trong công nghiệp

Thiết bị đo số vòng quay di động được ứng dụng trong các phòng thí nghiệm, xưởng sản xuất, và các viện nghiên cứu. Thiết bị giúp cải thiện hiệu suất bảo trì máy móc, phát hiện sớm các sai hỏng, và kéo dài tuổi thọ của thiết bị. Đây là một giải pháp hiệu quả để nâng cao chất lượng sản xuất trong ngành cơ khí chế tạo máy.

3.2. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn

Nghiên cứu không chỉ mang lại một sản phẩm mới mà còn góp phần vào sự phát triển của ngành công nghiệp nước nhà. Thiết bị đo số vòng quay di động là tiền đề cho các nghiên cứu tiếp theo trong lĩnh vực đo lường và tự động hóa, đồng thời mở ra cơ hội ứng dụng trong các lĩnh vực khác như điện tử và công nghệ thông tin.

Nội dung chính

Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu

Trong ngành cơ khí chế tạo máy, việc giám sát, kiểm tra định kỳ và đánh giá các thông số kỹ thuật vận hành, đặc biệt là số vòng quay và vận tốc góc của trục máy, động cơ, có ý nghĩa quyết định đến độ an toàn, độ chính xác gia công cũng như tuổi thọ thiết bị. Khi máy móc vận hành sai lệch tốc độ so với thiết kế định mức, chất lượng chi tiết gia công sẽ suy giảm và làm gia tăng nguy cơ hỏng hóc các bộ phận truyền động.

Thực tế tại các phòng thí nghiệm, cơ sở đào tạo kỹ thuật và xưởng sản xuất cho thấy phần lớn thiết bị đo số vòng quay sẵn có thuộc các thế hệ cũ, việc thu thập và xử lý số liệu đo lường còn thực hiện thủ công, tốn thời gian và độ chính xác chưa cao. Mặt khác, các dòng máy đo tốc độ vòng quay kỹ thuật số nhập khẩu trên thị trường có độ chính xác cao nhưng giá thành đắt, gây khó khăn cho việc trang bị rộng rãi tại các cơ sở vừa và nhỏ. Từ thực tiễn đó, đề tài "Nghiên cứu, ứng dụng thiết bị đo số vòng quay di động" được thực hiện nhằm chế tạo một hệ thống đo kiểm tốc độ có tính cơ động, chi phí thấp, đáp ứng nhu cầu bảo trì và tái kiểm tra thiết bị.

Mục tiêu và nhiệm vụ nghiên cứu của đề tài được xác định gồm:

1. Nghiên cứu cơ cấu hoạt động của thiết bị và tìm hiểu các phương pháp chế tạo thiết bị đo; khảo sát các dòng thiết bị đo số vòng quay di động hiện có cùng nguyên lý hoạt động của chúng.
2. Tính toán và hoàn chỉnh kết cấu thiết kế cơ khí và hệ thống đo cho thiết bị đo số vòng quay di động.
3. Nghiên cứu, chế tạo thử nghiệm thiết bị đo số vòng quay di động; kiểm nghiệm hoạt động trên các hệ thống máy công cụ và động cơ thực tế.

Đối tượng và phạm vi nghiên cứu:

• Đối tượng nghiên cứu: Thiết bị đo số vòng quay di động, các cảm biến đo tốc độ (cảm biến từ, encoder), cơ cấu đồ gá cơ khí và bộ hiển thị dữ liệu.
• Phạm vi không gian và thực nghiệm: Nghiên cứu, thiết kế, chế tạo và thử nghiệm trong phạm vi phòng thí nghiệm và xưởng cơ khí thuộc Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật TP.HCM; tiến hành đo kiểm nghiệm trên động cơ điện 3 pha TECO (1425 rpm), máy tiện T616, máy phay CNC và mô hình máy cân bằng động.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp

Cơ sở lý thuyết và nguyên lý đo

Đo lường số vòng quay trong kỹ thuật dựa trên mối quan hệ giữa vận tốc góc $\omega$ (rad/s) và số vòng quay $n$ (vòng/phút - rpm) theo công thức:

$$\omega = \pi \times \frac{n}{30}$$

Nguyên lý biến đổi tín hiệu từ chuyển động quay sang tín hiệu điện từ dựa trên Định luật cảm ứng điện từ Faraday:

$$E = -\frac{d\phi}{dt}$$

Trong đó, suất điện động cảm ứng $E$ xuất hiện trong cuộn dây tỉ lệ thuận với tốc độ biến thiên của từ thông $\phi$ qua cuộn dây. Khi các phần tử sắt từ (đĩa răng hoặc nam châm) quay qua đầu cảm biến, sự biến thiên từ thông tạo ra các xung điện áp với tần số tỉ lệ trực tiếp với tốc độ quay của trục.

Khóa luận phân tích và tổng hợp 3 phương pháp đo tốc độ vòng quay phổ biến trong công nghiệp:

Phương pháp đo	Dải đo danh định	Nguyên lý hoạt động	Ưu điểm và hạn chế
Đo tiếp xúc	20 ÷ 20.000 rpm	Cảm biến tiếp xúc cơ học trực tiếp với đầu trục quay, chuyển đổi cơ năng thành tín hiệu điện.	Cấu tạo đơn giản; tuy nhiên tốc độ quay bị ảnh hưởng bởi lực tiếp xúc, dễ trượt ở tốc độ cao, không đo được chi tiết nhỏ.
Đo không tiếp xúc (Phản quang)	20 ÷ 100.000 rpm	Phát chùm tia hồng ngoại/laser tới tấm phản quang dán trên trục, đo chu kỳ của chùm tia phản xạ (khoảng cách tối đa 350 mm).	Đo được tốc độ rất cao, không gây cản trở chuyển động; nhược điểm là bắt buộc phải dán tấm phản quang lên bề mặt quay.
Đo bằng tần số chớp (Stroboscope)	30 ÷ 20.000 rpm	Sử dụng đèn chớp đồng bộ tần số với chuyển động của vật thể, tạo hiện tượng lưu ảnh thị giác khiến vật thể như đứng yên.	Đo được chi tiết rất nhỏ, vị trí không thể tiếp cận, không cần dừng máy hay dán phản quang; hỗ trợ đo rung động màng rung.

Ngoài ra, đồ án khảo sát thông số kỹ thuật của các dòng máy đo thương phẩm như: PCE-OM15 (sử dụng đèn Xenon 6500K, dải đo 50 ÷ 30.000 rpm), DT2234 (dải đo 2 ÷ 99.999 rpm, tần số thạch anh 6 MHz, bộ nhớ 96 giá trị), Testo 460 (dải đo 100 ÷ 29.999 rpm, LED quang học, khối lượng 85 g), TM-4100D (khoảng cách đo laser 40 ÷ 500 mm, datalogger lưu 20.000 số đo), và máy đo đa năng DT-2238 / DT-2238B.

Phương pháp nghiên cứu

• Phương pháp nghiên cứu lý thuyết: Phân tích mô hình mạch hai cửa của cảm biến $y = f(x)$, tính toán lực kẹp từ tính và lực giữ cơ học của đế gá, khảo sát nguyên lý truyền thông không dây băng tần ISM và các giao thức mạng cảm biến.
• Phương pháp nghiên cứu thực nghiệm: Thiết kế, gia công đồ gá cơ khí; lắp ráp các module thu phát tín hiệu; thực hiện đo đối chứng sai số trực tiếp giữa thiết bị tự chế tạo và thiết bị đo chuẩn DT-2238B trên động cơ TECO 1425 rpm và máy tiện T616.

Thiết kế và triển khai hệ thống đo di động

Hệ thống đo số vòng quay di động được thiết kế dưới dạng module cơ điện tử không dây, kết hợp giữa cơ cấu gá đặt cơ khí và mạch cảm biến từ tính truyền dữ liệu từ xa.

[Nam châm tốc độ (gá trên trục quay)]
[Cảm biến từ Giant RideSense (gá trên đế từ Vertex 600N)]
[Đồng hồ hiển thị Giant Neos (gá trên đồ gá hộp nhựa 100x70x40)]

Lựa chọn cảm biến và bộ hiển thị

Tác giả so sánh hai phương án cảm biến:

• Phương án 1 (Encoder công nghiệp Omron E6C2-CWZ6C): Cấp nguồn 5 ÷ 24 VDC, ngõ ra NPN các pha A, B, Z, tốc độ tối đa 6000 rpm, tần số đáp ứng 100 kHz. Nhược điểm: kết nối dây phức tạp, cồng kềnh, cần mạch giải mã xung phụ trợ.
• Phương án 2 (Cảm biến từ không dây Giant RideSense - Được chọn): Sử dụng giao thức mạng không dây ANT+ trên dải tần 2.4 GHz ISM (chia thành các kênh 1 MHz, tốc độ truyền 1 Mbps, ghép kênh theo thời gian TDM). Nguồn pin CR2032 với thời lượng hoạt động lên đến 360 giờ, tích hợp chế độ ngủ tự động sau 20 phút không có chuyển động, đèn LED báo trạng thái kích hoạt 0,2 giây cho 10 xung đầu tiên trong 5 giây.

Về bộ phận hiển thị, tác giả đánh giá giữa Garmin 510, Garmin 500 và Giant Neos. Đồng hồ Giant Neos được chọn do đáp ứng khả năng thu nhận sóng ANT+ 2.4 GHz, vỏ chống thấm nước, cấu trúc hiển thị số liệu rõ ràng và chi phí tối ưu.

Thiết kế và chế tạo đồ gá cơ khí

1. Đồ gá đồng hồ hiển thị: Được chế tạo bằng vật liệu nhựa gồm hộp đỡ kích thước 100 × 70 × 40 mm, nắp đế nhựa cứng gắn sau lưng đồng hồ để tăng độ cứng vững, tấm lót phẳng và cơ cấu kẹp chặt bằng bu-lông, đai ốc sắt.
2. Đồ gá cảm biến: Sử dụng đế gá từ Vertex chuyên dụng với khối V từ tính có lực hút kẹp 600 N, thân chính kích thước $\phi 14 \times 180$ mm. Cơ cấu gồm khớp nối và khóa kẹp 8 vị trí, cho phép xoay 360 độ và điều chỉnh linh hoạt trên thân máy công cụ bằng thao tác bật/tắt núm từ tính.

Nguyên lý vận hành hệ thống

Nam châm tốc độ được cố định trên đĩa quay hoặc mâm cặp trục máy bằng dây rút cơ khí. Cảm biến RideSense được kẹp trên đế gá từ Vertex và đặt tại vị trí đối diện với quỹ đạo quay của nam châm. Khi trục quay, mỗi vòng quay nam châm quét qua đầu cảm biến một lần trong khoảng thời gian $t$. Mạch đếm bên trong cảm biến tạo xung, biến đổi tín hiệu và phát sóng vô tuyến ANT+ 2.4 GHz về đồng hồ Giant Neos để giải mã và hiển thị số vòng quay (rpm).

Nội dung chính theo từng chương

Chương 1: Ý tưởng và tổng quan về thiết bị đo số vòng quay di động

Chương này trình bày bối cảnh phát triển của ngành chế tạo máy trong thời kỳ hội nhập và tầm quan trọng của việc đo lường vận tốc quay đối với công tác vận hành, bảo trì máy móc. Tác giả phân tích chi tiết 3 phương pháp đo (tiếp xúc, phản quang không tiếp xúc, tần số chớp) và cơ sở lý thuyết về suất điện động cảm ứng Faraday. Đồng thời, chương 1 tổng hợp thông số kỹ thuật của các thiết bị đo thương phẩm trên thế giới và tại Việt Nam (PCE-OM15, DT2234, Huatec, Testo 460, TM-4100D, DT-2238), từ đó chỉ ra tính cần thiết của việc chế tạo thiết bị đo di động nội địa giá rẻ.

Chương 2: Cơ sở lý thuyết

Chương 2 tập trung vào việc tính toán, phân tích kỹ thuật và lựa chọn các cụm chi tiết cấu thành thiết bị. Tác giả mô hình hóa sơ đồ mạch cảm biến, phân tích 3 loại cảm biến tốc độ (cơ học, biến tần, điện từ - bánh răng). Chương này tiến hành so sánh lựa chọn giữa encoder Omron E6C2-CWZ6C và cảm biến từ RideSense ANT+; so sánh các dòng đồng hồ hiển thị (Garmin 510, Garmin 500, Giant Neos); đồng thời thiết kế chi tiết đồ gá hộp đỡ đồng hồ (100 × 70 × 40 mm) và lựa chọn đế gá từ Vertex (lực hút 600 N, thân $\phi 14 \times 180$ mm). Sơ đồ nguyên lý hoạt động toàn diện của hệ thống đo di động được hoàn thiện tại chương này.

Chương 3: Đánh giá sai số

Chương 3 trình bày quá trình thử nghiệm kiểm chứng độ chính xác của thiết bị tự chế tạo trên động cơ điện 3 pha TECO có tốc độ danh định 1425 rpm. Tác giả thiết lập phép đo song song và đối chứng với thiết bị đo tốc độ kỹ thuật số DT-2238B (T2238B). Kết quả thực nghiệm cho thấy thiết bị DT-2238B có độ chính xác cao hơn nhưng nhạy cảm với khoảng cách đặt máy (khi thay đổi khoảng cách từ 20 cm lên 40 cm, kết quả của DT-2238B dao động từ 1503 rpm lên 1518 rpm). Trong khi đó, thiết bị đo di động dùng đế gá từ Vertex duy trì vị trí gá cố định ổn định, không bị sai lệch do thay đổi khoảng cách trong quá trình đo.

Chương 4: Thử nghiệm thiết bị đo số vòng quay

Chương 4 chuẩn hóa quy trình 6 bước thực hiện phép đo trên các máy công cụ trong xưởng cơ khí và tiến hành thử nghiệm trên máy tiện ren vít vạn năng T616. Tác giả trình bày bảng thông số kỹ thuật của máy tiện T616 (động cơ 4,5 kW, 12 cấp tốc độ trục chính từ 28 ÷ 1250 rpm, lượng chạy dao dọc 0,47 mm/vòng, chạy dao ngang 0,34 mm/vòng). Nam châm tốc độ được gá trực tiếp trên mâm cặp và cảm biến được định vị bằng đế từ Vertex gắn trên thân máy tiện, truyền tín hiệu về đồng hồ Neos nhằm phục vụ việc kiểm tra sai số tốc độ trục chính định kỳ (yêu cầu sai số < 5%).

Kết quả và đóng góp

Kết quả thực nghiệm và thông số kỹ thuật

Khóa luận đã chế tạo thành công bộ thiết bị đo số vòng quay di động không dây và thực hiện các thử nghiệm thực tế với các số liệu cụ thể:

Đối tượng thử nghiệm	Thông số định mức thiết bị	Phương pháp gá đặt và kết quả ghi nhận
Động cơ 3 pha TECO	Tốc độ danh định: 1425 rpm	Nam châm gắn trên đĩa quay, cảm biến gắn đế từ Vertex; ghi nhận số liệu ổn định, đối chứng sai lệch với máy đo DT-2238B.
Máy tiện vạn năng T616	Động cơ: 4,5 kW; 12 cấp tốc độ trục chính ($n = 28 \div 1250$ rpm)	Nam châm gá trên mâm cặp bằng dây rút, cảm biến RideSense gá trên đế từ bám thân máy tiện, số liệu hiển thị trực tiếp trên đồng hồ Giant Neos.
Máy cân bằng động & Máy phay CNC	Các trục quay trong xưởng thực hành	Kiểm tra khả năng bắt tín hiệu không dây và độ bám dính của đế từ trong môi trường rung động cơ khí.

Đóng góp của đề tài

• Về giải pháp kỹ thuật: Ứng dụng thành công công nghệ truyền thông không dây ANT+ 2.4 GHz kết hợp cảm biến từ trường và đế gá từ tính Vertex (lực hút 600 N), loại bỏ hoàn toàn hệ thống dây dẫn phức tạp của các loại encoder truyền thống, giúp việc thao tác trên máy công cụ diễn ra an toàn.
• Về khả năng ứng dụng: Cung cấp giải pháp đo tốc độ vòng quay di động có chi phí chế tạo thấp, dễ lắp đặt và vận hành, phục vụ thiết thực cho công tác bảo dưỡng, chẩn đoán sai hỏng và kiểm định định kỳ máy công cụ tại các xưởng trường và doanh nghiệp cơ khí vừa và nhỏ.

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

• Hạn chế: Dải đo tốc độ của cảm biến RideSense còn giới hạn ở mức vận tốc trung bình và thấp, chưa đáp ứng được các trục quay siêu cao tốc công nghiệp; khả năng hiển thị phụ thuộc vào thuật toán mặc định của đồng hồ thể thao Giant Neos; chưa hoàn thiện module phần mềm giao tiếp máy tính để vẽ biểu đồ và phân tích dữ liệu chuyên sâu theo thời gian thực như dự kiến ban đầu.
• Hướng nghiên cứu tiếp: Nghiên cứu tích hợp mạch vi điều khiển chuyên dụng và giao tiếp cổng USB/datalogger kết nối máy tính nhằm lưu trữ, xuất báo cáo và vẽ biểu đồ biến thiên tốc độ; phát triển cảm biến đĩa từ nhiều cực hoặc cảm biến quang chuyên dụng để mở rộng dải đo cho các hệ thống quay tốc độ cao.

Giá trị tham khảo

• Đối tượng sử dụng: Sinh viên, giảng viên ngành Công nghệ Chế tạo Máy, Cơ kỹ thuật, Cơ điện tử và Kỹ thuật Bảo trì; cán bộ kỹ thuật phụ trách kiểm định và bảo dưỡng thiết bị tại các nhà máy, xưởng cơ khí.
• Nội dung tham khảo giá trị:
  • Giải pháp thiết kế đồ gá cơ khí kết hợp đế từ tính Vertex để gá đặt thiết bị đo trên máy cắt gọt kim loại.
  • Sơ đồ tích hợp module cảm biến từ trường không dây ANT+ phục vụ đo lường thông số cơ học.
  • Quy trình 6 bước thiết lập và kiểm nghiệm số vòng quay trên máy tiện T616 và động cơ điện 3 pha.

Câu hỏi thường gặp

1. Tại sao đồ án không sử dụng cảm biến Encoder Omron E6C2-CWZ6C mà chọn cảm biến Giant RideSense?

Encoder Omron E6C2-CWZ6C có độ chính xác cao và tần số đáp ứng 100 kHz nhưng đòi hỏi kết nối dây dẫn nguồn và tín hiệu phức tạp, cần thêm mạch đếm và giải mã xung ngoại vi, gây vướng víu và mất an toàn khi gá đặt di động trên các máy công cụ đang quay. Cảm biến Giant RideSense sử dụng pin CR2032 độc lập (thời lượng 360 giờ), truyền dữ liệu không dây ANT+ 2.4 GHz, nhỏ gọn và dễ dàng cố định bằng đế từ.

2. Bộ đồ gá của thiết bị đo gồm những thành phần nào và thông số kỹ thuật ra sao?

Hệ thống đồ gá gồm hai cụm chính:

• Đồ gá đồng hồ hiển thị: Hộp đỡ bằng nhựa kích thước 100 × 70 × 40 mm, nắp đế nhựa cứng tăng cứng, tấm lót phẳng và bu-lông đai ốc siết giữ.
• Đế gá cảm biến: Đế gá từ Vertex khối V từ tính, lực hút kẹp 600 N, thân chính $\phi 14 \times 180$ mm, có khớp xoay 360 độ và 8 vị trí điều chỉnh linh hoạt.

3. Sự khác biệt khi đo kiểm giữa thiết bị đo di động và máy đo chuẩn DT-2238B trên động cơ TECO 1425 rpm là gì?

Máy đo quang học DT-2238B có độ chính xác cao hơn nhưng kết quả đo bị biến động mạnh theo khoảng cách thao tác của người cầm (khi đặt cách đĩa quay 20 cm máy hiển thị 1503 rpm, nhưng khi lùi ra 40 cm giá trị nhảy lên 1518 rpm). Ngược lại, thiết bị đo di động được cố định vững chắc nhờ đế từ Vertex nên duy trì khoảng cách đo ổn định trong suốt quá trình thử nghiệm.

4. Máy tiện T616 trong đồ án có các thông số kỹ thuật chính nào cần kiểm nghiệm?

Máy tiện T616 sử dụng động cơ công suất 4,5 kW, có 12 cấp tốc độ trục chính từ $n = 28 \div 1250$ vòng/phút, lượng chạy dao dọc 0,47 mm/vòng, lượng chạy dao ngang 0,34 mm/vòng, khả năng cắt ren quốc tế $0,5 \div 9$ mm và ren Anh $38 \div 2$ ren/inch. Thiết bị đo được dùng để kiểm tra độ sai lệch tốc độ trục chính (yêu cầu sai số duy trì dưới 5%).

5. Quy trình 6 bước đo số vòng quay trên máy móc được tác giả chuẩn hóa như thế nào?

Quy trình gồm:

1. Chuẩn bị đầy đủ thiết bị và dụng cụ đo.
2. Cài đặt thông số cho đồng hồ Giant Neos.
3. Kết nối dữ liệu không dây giữa đồng hồ và cảm biến Giant RideSense qua sóng ANT+.
4. Gá nam châm tốc độ lên đĩa quay hoặc mâm cặp bằng dây rút.
5. Gá cảm biến RideSense lên đế gá từ Vertex, điều chỉnh góc tiếp nhận tín hiệu tối ưu.
6. Khởi động máy, tiến hành đo và ghi nhận số liệu tốc độ vòng quay hiển thị trên màn hình.

Kết luận

Đồ án tốt nghiệp "Nghiên cứu, ứng dụng thiết bị đo số vòng quay di động" của sinh viên Cao Ngọc Minh và Nguyễn Thành Luân đã hoàn thành mục tiêu thiết kế và chế tạo thử nghiệm thành công một module đo tốc độ vòng quay không dây nhỏ gọn, chi phí thấp. Bằng việc kết hợp cảm biến từ tính ANT+ 2.4 GHz với hệ thống đồ gá đế từ Vertex lực hút 600 N và đồng hồ Giant Neos, hệ thống cho phép gá đặt linh hoạt và đo đạc an toàn trên các máy công cụ như máy tiện T616, động cơ TECO 1425 rpm và máy cân bằng động. Kết quả nghiên cứu khẳng định tính khả thi của giải pháp kỹ thuật trong công tác kiểm định tốc độ và bảo trì thiết bị cơ khí định kỳ tại các cơ sở đào tạo và sản xuất.

Trích đoạn nội dung tài liệu

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 CHẾ TẠO MÁY NGHIÊN CỨU, ỨNG DỤNG THIẾT BỊ ĐO SỐ VÒNG QUAY DI ĐỘNG GVHD: ThS. TRẦN THANH LAM SVTH: CAO NGỌC MINH MSSV: 11943040 SVTH: NGUYỄN THÀNH LUÂN MSSV: 11943014 SKL 0 0 4 1 7 5 Tp. Hồ Chí Minh, tháng 1/2016 LỜI NÓI ĐẦU Trong thời kỳ hội nhập kinh tế Đông, Tây và toàn cầu hóa, cùng với công cuộc đổi mới đất nước, nước ta đang ra sức phát triển các ngành công nghiệp mũi nhọn như: Công nghệ hóa chất, công nghệ luyện kim, cơ khí, may mặc, hàng tiêu dùng,… đã và đang đạt được nhiều kết quả rất đáng khích lệ, phần nào nâng cao đời sống của nhân dân, tạo công ăn việc làm cho hàng triệu người lao động. Một trong những ngành phát triển mạnh mẽ đó, chính là ngành cơ khí nói chung và ngành chế tạo máy nói riêng.

Từ khi mới thành lập đến nay ngành chế tạo máy phần nào tạo ra những sản phẩm có chất lượng tốt, năng suất cao và được xuất khẩu ra nhiều thị trường lớn như: EU, Châu Á, hay các thị trường khắc nghiệt như Mỹ,. Ngày nay khoa học kỹ thuật ngày càng phát triển vì vậy mà các doanh nghiệp cơ khí đòi hỏi phải cải tiến phương thức sản xuất, thay thế các thiết bị lạc hậu, cũ kỹ bằng các thiết bị công nghệ cao để đảm bảo chất lượng, độ chính xác gia công cũng như thẫm mỹ của sản phẩm. Thế kỷ XXI, thế kỷ của sự phát triển khoa học kỹ thuật hiện đại. Các thiết bị đo mới được phát minh và được sử dụng rộng rãi trong cuộc sống.

Trong đó, thiết bị đo số vòng quay cũng không ngoại lệ. Trong thời gian gần đây các nhà khoa học đang tập trung nghiên cứu các loại thiết bị đo số vòng quay, với các ưu điểm như : nhẹ, có độ bền cao, giá cả rẻ,… trong tương lai thiết bị đo số vòng quay có xu hướng ngày càng phát triển với các tính năng ngày càng vượt trội. Vì vây, việc kiểm tra các thông số kỹ thuật như số vòng quay-vận tốc là điều rất quan trọng. Hiện nay, trong các phòng thí nghiệm, trường học, các viện nghiên cứu cũng như các phân xưởng sản xuất đang sử dụng một lượng nhỏ các thiết bị đo số vòng quay.

Các thiết bị này có từ lâu và phần lớn khâu xử lý số liệu đo và đánh giá kết quả đo đều làm thủ công, rất mất thời gian, hiệu suất và độ chính xác không cao. Hiện giờ, trên thị trường có bán các thiết bị đo số vòng quay với độ chính xác khá cao và đã giải quyết được những khó khăn nêu trên. Chính vì vậy nhóm em chọn đề tài " Nghiên cứu, ứng dụng thiết bị đo số vòng quay di động ". Với đề tài này, chúng em hy vọng sẽ góp phần giải quyết được các khó khăn về việc bảo trì-bảo dưỡng các máy móc-thiết bị đã và đang được sử dụng được hiệu quả hơn và có tuổi thọ cao.

Page 1 TÓM TẮT ĐỒ ÁN Đây là Đồ án tố t nghiê ̣p của Sinh viên Đa ̣i ho ̣c chuyên ngành Sư Ph ạm Công Nghệ Chế Tạo Máy của Khoa Cơ Khí Ch ế Tạo Máy Trường Đa ̣i ho ̣c Sư pha ̣m Kỹ Thuâ ̣t Thành phố Hồ Chí Minh. Đề tài đã nghiên c ứu và ứng dụng thành công thi ết bị đo số vòng quay di động và hoàn tấ t trong viê ̣c ki ểm nghiệm số vòng quay của một số loại máy thường dùng như: Máy tiện, máy phay CNC, động cơ 3 pha, máy cân bằng động.