BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP. HỒ CHÍ MINH KHOA CƠ KHÍ CHẾ TẠO MÁY ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGÀNH CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT CƠ ĐIỆN TỬ THIẾT KẾ BỘ THÍ NGHIỆM KHÍ NÉN THUẦN TÚY GVHD: TS. TƯỞNG PHƯỚC THỌ SVTH: HỒ TUẤN ANH MSSV: 08105175 S KL 0 0 4 7 2 6 Tp. Hồ Chí Minh, tháng 07 năm 2016 do an BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM KỸ THUẬT TP.
HỒ CHÍ MINH KHOA CƠ KHÍ CHẾ TẠO MÁY ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Đề tài: “ THIẾT KẾ BỘ THÍ NGHIỆM KHÍ NÉN THUẦN TÚY” Giảng viên hƣớng dẫn: TS. TƢỞNG PHƢỚC THỌ Sinh viên thực hiện: HỒ TUẤN ANH MSSV: 08105175 Lớp: 081111A Khoá: 2008 - 2012 Tp. Hồ Chí Minh, tháng 7 năm 2016 do an BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM KỸ THUẬT TP. HỒ CHÍ MINH BỘ MÔN CƠ KHÍ CHẾ TẠO MÁY ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Đề tài “ THIẾT KẾ BỘ THÍ NGHIỆM KHÍ NÉN THUẦN TÚY” Giảng viên hƣớng dẫn: TS.
TƢỞNG PHƢỚC THỌ Sinh viên thực hiện: HỒ TUẤN ANH MSSV: 08105175 Lớp: 081111A Khoá: 2008 - 2012 Tp. Hồ Chí Minh, tháng 7 năm 2016 do an NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP SVTH: Hồ Tuấn Anh Lớp: 081111A Khóa: 2008 - 2012 Ngành đào tạo: CNKT Cơ điện tử Hệ: Đại học 1. Tên đề tài: THIẾT KẾ BỘ THÍ NGHIỆM KHÍ NÉN THUẦN TÚY 2. Mục đích và phạm vi nghiên cứu của đề tài: - Thiết kế 2 bộ thí nghiệm kéo – nén để nghiên cứu những bài thí nghiệm về lực kéo – nén lò xo,xác định sự ảnh hƣởng của lƣu lƣợng – áp suất, vận tốc của khí nén khi tác động vào lò xo, vẽ biểu đồ và xác định độ cứng của lò xo - Dựa vào 2 bộ thí nghiệm thiết kế những bài thí nghiệm về khí nén thuần túy chƣa có trong phòng thí nghiệm 3.
Sản phẩm dự kiến : Bộ thí nghiệm kéo – nén bằng khí nén thuần túy 4. Ngày nộp đồ án 28/7/2016 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: THIẾT KẾ BỘ THÍ NGHIỆM KHÍ NÉN THUẨN TÚY - GVHD: TS Tƣởng Phƣớc Thọ - Họ tên sinh viên: Hồ Tuấn Anh - MSSV: 08105175 Lớp: 081111A - Địa chỉ sinh viên: Cam Đức –Cam Lâm –Khánh Hòa - Số điện thoại liên lạc: 01234980118 - Email: tuananh71289@gmail.com - Ngày nộp khoá luận tốt nghiệp (ĐATN): - 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 …. Ký tên ii do an LỜI CẢM ƠN Để hoàn thành đƣợc đồ án tốt nghiệp này, em xin chân thành cảm ơn các thầy cô, nhà trƣờng đã hƣớng dẫn, tạo điều kiện và hỗ trợ em trong quá trình thực hiện đề tài. Đặc biệt, nhóm xin gửi lời cảm ơn đến thầy Tƣởng Phƣớc Thọ-TS trƣờng Đại Học Sƣ Phạm Kỹ Thuật TP.HCM khoa Cơ Khí Chế Tạo Máy đã hƣớng dẫn tận tình, nhắc nhở em trong quá trình làm đồ án. Đề tài này nhóm vừa “thiết kế” và vừa “chế tạo” trong thời gian ngắn nên sẽ khó tránh khỏi những thiếu sót, kính mong quý thầy cô, bạn đọc thông cảm và nhiệt tình góp ý.
Một lần nữa, xin chân thành cảm ơn bạn đọc đã quan tâm. năm 2016 SV thực hiện iii do an TÓM TẮT ĐỒ ÁN THIẾT KẾ BỘ THÍ NGHIỆM KHÍ NÉN THUẦN TÚY Khí nén là loại năng lƣợng có sẵn trong thiên nhiên dùng để thay thế so với các loại năng lƣợng khác. Vì thế nó đƣợc ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực khác nhau và đƣợc đƣa vào nghiên cứu trong các trƣờng Đại Học Với mục đích phục vụ công tác giảng dạy, em thiết kế 2 bộ thí nghiệm này nhằm giúp sinh viên hiêu thêm về các đại lƣợng khí nén thông qua các bài thực hành trên chúng Mô hình thiết kế : Gồm 2 bộ thí nghiệm - Bộ thí nghiệm kéo với lực kéo cao nhất là 1000N Hình 1 Bộ thí nghiệm kéo - Bộ thí nghiệm nén với lực nén cao nhất là 2500 N Hình 2 Bộ thí nghiệm nén Các bài thí nghiệm dự kiến - Tính toán lực kéo – nén của 2 bộ thí nghiệm khi có tải và không tải - Tính toán và nêu ảnh hƣởng của lƣu lƣợng đối với vận tốc của xylanh trong bộ thí nghiệm - Mắc tải là lo xo vào bộ thí nghiệm, tính toán độ cứng của lò xo bằng cái đại lƣợng liên quan thông qua thí nghiệm iv do an MỤC LỤC Trang NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN …………………………………………………………………….i LỜI CAM KẾT ………………………………………………………………………….ii LỜI CÁM ƠN ……………………………………………………………………………iii TÓM TẮT ĐỒ ÁN ………………………………………………………………………vi MỤC LỤC……………………………………………………………………………….v DANH MỤC BẢNG BIỂU………………………………………………………………vii DANH MỤC SƠ ĐỒ HÌNH VẼ…………………………………………………………viii CHƢƠNG I: GIỚI THIỆU 1.1 Tính cấp thiết của đề tài 1.2 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài 1.3 Mục tiêu nghiên cứu của đề tài 1.4 Đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu 1.1 Đối tƣợng nghiên cứu 1.2 Phạm vi nghiên cứu 1.5 Phƣơng pháp nghiên cứu 1.1 Cơ sở phƣơng pháp luận 1.2 Các phƣơng pháp nghiên cứu cụ thể CHƢƠNG II: TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU ĐỀ TÀI 2.1 Khảo sát phòng thí nghiệm khí nén 2.1 Thiết bị hiện có 2.2 Các bài thực hành khí nén thuần túy trong phòng thí nghiệm 2.2 Giới thiệu về đề tài thông qua khảo sát 2.2 Nhƣợc điểm đề tài 2.3 Liên hệ các sản phẩm tƣơng tự ở ngoài thị trƣờng và các trƣờng Đại Học CHƢƠNG III: CƠ SỞ LÝ THUYẾT…………………………………………………… 3.1 Sơ lƣợc về khí nén 3.2 Nhƣợc điểm 3.3 Các phần tử trong hệ thống điều khiển 3.4 Cơ cấu chấp hành i do an CHƢƠNG VI: THIẾT KẾ BỘ THÍ NGHIỆM KHÍ NÉN……………………………….1 Tính toán thiết kế sơ bộ 4.2 Hình vẽ thiết kế 4.3 Mô phỏng chi tiết CHƢƠNG V: KẾT QUẢ VÀ THỰC NGHIỆM……………………………………….1 Trình bày kết quả 2 mô hình thí nghiệm 5.2 Thực nghiệm lắp mạch điều khiển khí nén lên 2 bộ thí nghiệm CHƢƠNG VI: THIẾT KẾ 4 BÀI THÍ NGHIỆM CHO 2 BỘ THÍ NGHIỆM TRÊN…… CHƢƠNG VII: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ…………………………………………… ii do an iii do an CHƢƠNG I : GIỚI THIỆU 1.1 Tính cấp thiết của đề tài - Khí nén là loại năng lƣợng có sẵn trong thiên nhiên dùng để thay thế so với các loại năng lƣợng khác. Khí nén đƣợc cấu thành từ không khí thiên nhiên sạch, ở áp suất 3000 hoặc 3600psi.
Vì thế thƣờng đƣợc dùng trong nhiều lĩnh vực khác nhau trong công nghiệp và y tế,nghiên cứu …… - Hiện nay khí nén đƣợc đƣa vào môn học trong trƣờng ĐH nhằm giúp sinh viên tìm hiểu, điều khiển áp dụng vào thực kế thông qua các thiết bị khí nén có trong phòng thí nghiệm - Qua khảo sát phòng thí nghiệm trong trƣờng, khảo sát các bài học thí nghiệm về khí nén thuần túy, em nhận thấy còn thiếu những bài thí nghiệm nghiên cứu về lực,vận tốc, lƣu lƣợng,áp suất …. - Vì thế nhằm nghiên cứu và thực hành những bài thí nghiệm trên em thiết kế 2 bộ thí nghiệm khí nén(kéo-nén) , giúp sinh viên tìm hiểu thêm đầy đủ về khí nén 1.2 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài Đề tài này xuất phát từ thực tế , nhu cầu của sinh viên tìm hiểu về các đại lƣợng và ảnh hƣởng của khí nén đối với các thiết bị đi kèm với chúng. Giúp giải quyết những vấn đề còn thiếu sót trong phòng thí nghiệm, dùng để đƣa vào thực tiễn giảng dạy.3 Mục tiêu nghiên cứu của đề tài Mục đích của đề tài này là thiết kế 2 bộ thí nghiệm khí nén (kéo – nén) nhằm phục vụ cho giảng dạy, giúp sinh viên tìm hiểu về những bài còn thiếu không có trong phòng thí nghiệm. Ngoài ra em thực hiện đề tài này nhằm mong muốn tích lũy thêm kinh nghiệm thông qua sử dụng những kiến thức đã học để thiết kế và chế tạo sản phẩm thực tế có tính ứng dụng cao nhằm phục vụ trong tƣờng học Những mục tiêu chính mà đề tài nghiên cứu : - Tìm hiểu sơ lƣợc về khí nén - Các thiết bị khí nén đi kèm với chúng - Đƣa ra những bài thí nghiệm dự kiến đƣợc thực hiện trên 2 bộ thí nghiệm này 1.4 Đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu a.
Đối tƣợng - Khí nén : ứng dụng, ƣu nhƣợc điểm của khí nén trong cuộc sống và công nghiệp - Các van khí nén : van tay 5/2; van áp suất, van tiết lƣu,các van đảo chiều…. - Các xylanh khí nén : xylanh tác động 1 chiều, xylanh tác động 2 chiều - Những ảnh hƣởng của các đại lƣợng của khí nén thông qua các thiết bị lên tải 1 do an b. Phạm vi nghiên cứu Nghiên cứu xung quanh những thí nghiệm và bài học trong phòng khí nén trong trƣờng 1.5 Phƣơng pháp nghiên cứu a. Cơ sơ phƣơng pháp luận - Khảo sát phòng thí nghiệm,những thiếu sót về thiết bị,bài thực hành để đƣa ra mục tiêu thiết kế - Sử dụng lý thuyết về cơ học, sức bền vật liệu để thiết kế và chế tạo khung cơ khí.
- Sử dụng lý thuyết về khí nén và các thiết bị để điều chỉnh và vận hành chúng - Tham khảo kinh nghiệm và kiến thức của các thầy cô, bạn bè để phục vụ nghiên cứu. Phƣơng pháp nghiên cứu cụ thể - Sử dụng phần mềm mô phỏng Solidwork để vẽ và mô phỏng bền các chi tiết đƣợc thiết kế - Sử dụng các giáo trình,sách báo và tài liệu từ internet. - Các trang thiết bị, máy móc gia công cơ khí nhƣ máy hàn điện, khoan, cƣa, mài. 2 do an CHƢƠNG II: TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU ĐỀ TÀI 2.1 Khảo sát phòng thí nghiệm khí nén 2.1 Các thiết bị hiện có - Xylanh tác động 1 chiều và 2 chiều Hình 2.1 Các loại xylanh trong phòng thí nghiệm - Các Van khí nén Hình 2.2 Van khí nén trong phòng thí nghiệm 3 do an Hình 2.3 Van khí nén trong phòng thí nghiệm - Hiện nay các thiết bị khí nén trong phòng đều rất đầy đủ và còn sử dụng tốt phục vụ cho nhu cầu thực hành của sinh viên - Các xylanh khí nén đa phần là những xylanh nhỏ, thiếu những xylanh loại lớn để thực hiện những bài thí nghiệm yêu cầu lực tác động lớn 4 do an 2.2 Các bài thực hành thí nghiệm khí nén thuần túy trong phòng thí nghiệm Bài 1: Sử dụng van đảo chiều điều khiển trực tiếp xy lanh tác động 1 chiều (có lò xo phục hồi) Hình 2.