Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu

Trong lĩnh vực gia công cơ khí và chế tạo kết cấu kim loại, nguyên công hàn nối các đoạn ống phôi ngắn thành hệ thống đường ống dài phục vụ các ngành công nghiệp dầu khí, dẫn nước, kết cấu xây dựng và đóng tàu là một nhu cầu phổ biến. Quá trình hàn ống tròn thủ công đòi hỏi thợ hàn phải thay đổi liên tục tư thế hoặc quay phôi gián đoạn, dễ phát sinh khuyết tật mối hàn, năng suất thấp và phụ thuộc chặt chẽ vào tay nghề công nhân. Phần lớn các thiết bị đồ gá hàn ống tự động trên thị trường hiện nay là sản phẩm nhập khẩu với chi phí cao, trong khi các giải pháp chế tạo nội địa phục vụ quy mô vừa và nhỏ hoặc phục vụ đào tạo thực hành còn hạn chế.

Đề tài tốt nghiệp "Thiết kế, chế tạo bàn gá hàn xoay tự động" (Mã số đề tài: CKM - 07) được thực hiện nhằm giải quyết bài toán cơ động hóa, nâng cao năng suất và đảm bảo chất lượng đường hàn tròn cho các chi tiết dạng ống và mặt bích.

Mục tiêu và nhiệm vụ nghiên cứu của đề tài được xác định cụ thể như sau:

  1. Nghiên cứu, tìm hiểu các loại bàn gá, cơ cấu định vị và kẹp chặt ứng dụng trong hàn các chi tiết dạng ống thép carbon, thép không gỉ và thép hợp kim thấp.
  2. Nghiên cứu phương án điều chỉnh vô cấp tốc độ động cơ và kiểm soát góc quay của bàn gá từ $0^\circ$ đến $90^\circ$.
  3. Thiết kế, tính toán công suất động cơ, bộ truyền động, hệ thống trục và kiểm nghiệm bền kết cấu máy.
  4. Xây dựng tập bản vẽ chi tiết, bản vẽ lắp ráp và tiến hành gia công, lắp ráp hoàn thiện sản phẩm bàn gá hàn xoay tự động.
  5. Đấu nối hệ thống điều khiển điện, tích hợp các tính năng an toàn và thử nghiệm vận hành hàn thực tế mối ghép ống - mặt bích.

Đối tượng và phạm vi nghiên cứu:

  • Đối tượng nghiên cứu: Thiết bị bàn gá hàn xoay tự động phục vụ hàn nối ống và mặt bích.
  • Phạm vi thông số chi tiết gia công:
    • Ống thép: Đường kính ngoài $\Phi = 10 - 150\text{ mm}$, bề dày thành ống $B = 1 - 20\text{ mm}$, chiều dài phôi $L = 0 - 500\text{ mm}$, khối lượng tối đa $M = 34\text{ kg}$.
    • Mặt bích: Đường kính $\Phi = 10 - 150\text{ mm}$, bề dày $B = 12 - 20\text{ mm}$.
  • Phạm vi công nghệ: Ứng dụng phương pháp hàn hồ quang kim loại trong môi trường khí bảo vệ MIG/MAG (GMAW).
  • Thời gian và đơn vị thực hiện: Học kỳ II năm học 2023 - 2024 (tháng 07/2024), tại Khoa Cơ khí Chế tạo máy, Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Thành phố Hồ Chí Minh, phối hợp hướng dẫn kỹ thuật cùng Công ty TNHH Giải pháp công nghiệp CODIA.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp

Khung lý thuyết và tiêu chuẩn áp dụng trong đề tài:

  • Lý thuyết công nghệ hàn MIG/MAG: Cơ chế cấp dây hàn tự động kết hợp dòng khí bảo vệ trơ ($\text{Ar}$, $\text{He}$) hoặc khí hoạt tính ($\text{CO}_2$, hỗn hợp $\text{Ar} + \text{CO}_2$). Phân tích ba chế độ chuyển dịch kim loại vào vũng hàn:
    • Chuyển dịch hồ quang ngắn mạch (Short Arc): Dòng điện hàn 50 – 150 A, áp dụng cho chi tiết mỏng 0,5 – 2 mm, khoảng nhú điện cực $\text{ESO} = 5\text{ mm}$, góc nghiêng mỏ hàn 65° – 70°.
    • Chuyển dịch cầu (Globular Transfer): Dòng điện 150 – 300 A, chi tiết dày 2 – 6 mm, độ ngấu sâu, độ văng tóe cao hơn.
    • Chuyển dịch phun (Spray Arc): Dòng điện > 300 A, chi tiết dày > 6 mm, hàm lượng khí Argon > 80%, $\text{ESO} = 20\text{ mm}$, góc mỏ hàn 75° – 85°.
  • Tiêu chuẩn vị trí hàn DIN EN ISO 6947: Xác định quy chuẩn các vị trí hàn ống tròn (vị trí 1: ống xoay quanh trục ngang thợ hàn hàn bằng; vị trí 2: ống đứng trục thẳng đứng; vị trí 5: ống nằm ngang cố định; vị trí 6: ống nghiêng cố định 45°).
  • Lý thuyết chi tiết máy và sức bền vật liệu: Tính toán động học, động lực học bộ truyền xích con lăn, tính chọn then, ổ lăn đỡ, tính toán mô men uốn và xoắn trên hệ trục dẫn và trục quay nghiêng góc.
  • Tiêu chuẩn kết cấu ống và mặt bích: Phân loại các dạng liên kết hàn mặt bích gồm mặt bích hàn cổ (Welding Neck - WN), mặt bích hàn bọc đúc (Socket Weld - SW), mặt bích hàn trượt (Slip-On - SO), mặt bích ren (Threaded - TF), mặt bích mù (Blind - BF) và mặt bích lỏng (Lap Joint).

Phương pháp nghiên cứu thực tế đã sử dụng:

  • Phương pháp kế thừa và phân tích tài liệu: Khảo sát, đối chiếu các dòng máy định vị hàn xoay thương mại (HB100, HT-600, CobraTurn T-260, VEVOR Rotary Welding Positioner, Floor-Mount P2000) và các công trình nghiên cứu đồ gá trong nước để lựa chọn cấu hình máy tối ưu.
  • Phương pháp tính toán thiết kế cơ khí: Xác định công suất động cơ, vận tốc góc, lực căng xích, kiểm nghiệm ứng suất tương đương theo thuyết bền mệt mỏi và hệ số an toàn ($K_{\sigma dj}, K_{\tau dj}$).
  • Phương pháp mô phỏng số:
    • Ứng dụng phần mềm MDSolid để vẽ và kiểm tra biểu đồ mô men uốn, mô men xoắn và nội lực của trục dẫn và trục góc xoay.
    • Ứng dụng phần mềm Autodesk Inventor 2022 để kiểm nghiệm phần tử hữu hạn (FEA) về độ bền ứng suất và chuyển vị/biến dạng của kết cấu khung máy dưới tải trọng làm việc.
  • Phương pháp thực nghiệm chế tạo: Gia công cơ khí cắt gọt, hàn tổ hợp khung thân thép, lắp ráp cụm trục, mâm cặp, bộ truyền xích, đấu nối tủ điện điều khiển và hàn thử nghiệm mẫu thực tế.

Thiết kế và chế tạo kỹ thuật

Hệ thống bàn gá hàn xoay tự động được thiết kế dưới dạng thiết bị cơ khí định vị và dẫn động xoay phôi kết hợp điều chỉnh góc nghiêng mặt bàn làm việc.

Thông số kỹ thuật Giá trị thiết kế
Kích thước bao ngoài máy ($D \times R \times C$) $485 \times 460 \times 450\text{ mm}$
Khối lượng mâm cặp 3 chấu 10 kg
Khối lượng phôi ống thép tối đa 34 kg
Đường kính kẹp chi tiết $\Phi = 10 - 150\text{ mm}$
Chiều dài ống hàn kẹp được $0 - 500\text{ mm}$
Góc nghiêng bàn gá $0^\circ - 90^\circ$ (điều chỉnh thủ công theo vạch chia độ)
Tốc độ quay làm việc trục chính ($n_{lv}$) 10 vòng/phút (điều chỉnh vô cấp)
Vận tốc hàn MIG tương ứng $250 - 500\text{ mm/phút}$
Vật liệu kết cấu khung, vỏ máy Thép tấm định hình hàn ghép

Kiến trúc các cụm chức năng của thiết bị:

  • Cụm khung thân và vỏ máy: Chế tạo bằng thép tấm chịu lực hàn liền khối, phía dưới mặt bàn có rãnh thoát xỉ hàn, ngăn kéo thu gom xỉ hàn và ống đựng que hàn; tích hợp giá treo mỏ hàn.
  • Cụm định vị và kẹp chặt: Sử dụng mâm cặp 3 chấu tự định tâm gắn trên mặt bích trục chính, cho phép kẹp nhanh phôi tròn đồng tâm với sai lệch thấp.
  • Cụm trục chính và cơ cấu xoay nghiêng: Hệ thống trục truyền động tựa trên các gối đỡ ổ lăn cố định vào tấm đỡ xoay, liên kết với cơ cấu vạch chia độ cho phép xoay và cố định góc nghiêng từ $0^\circ$ đến $90^\circ$. Thiết kế tích hợp tiếp điểm chổi than lấy mass hàn chuyên dụng gắn trực tiếp vào trục chính để dòng điện hàn không đi qua ổ lăn gây hỏng hóc.
  • Cụm truyền động: Động cơ điện AC giảm tốc truyền mô men xoắn qua khớp nối mềm đến trục trung gian và dẫn động trục chính thông qua bộ truyền xích con lăn một dãy.
  • Hệ thống điều khiển điện: Tủ điện điều khiển gồm cầu dao tự động (CB) bảo vệ ngắn mạch, relay trung gian, bộ điều khiển tốc độ động cơ vô cấp, công tắc bập bênh 3 vị trí (quay thuận - dừng - quay nghịch), đèn báo trạng thái nguồn và nút dừng khẩn cấp (E-Stop).

Nội dung chính theo từng chương

CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU

Chương này trình bày tính cấp thiết của việc tự động hóa nguyên công gá đặt và xoay chi tiết trong quá trình hàn ống thép công nghiệp. Tác giả nêu rõ mục tiêu thiết kế một hệ thống bàn gá hàn xoay cơ động, hỗ trợ góc nghiêng từ $0^\circ$ đến $90^\circ$, phục vụ cho cả sản xuất công suất vừa và đào tạo thực hành kỹ thuật. Chương 1 cũng giới hạn phạm vi nghiên cứu chi tiết gia công (ống thép $\Phi 10 - 150\text{ mm}$, mặt bích $B = 12 - 20\text{ mm}$), xác định phương pháp tiếp cận từ lý thuyết, tính toán, mô phỏng đến chế tạo thực nghiệm, và khái quát cấu trúc 7 chương của đồ án.

CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU ĐỀ TÀI

Chương 2 tổng hợp bức tranh tổng quan về trang thiết bị đồ gá hàn ống và công nghệ hàn liên quan:

  • Giới thiệu các loại đồ gá hàn cắt ống: đồ gá con lăn xoay truyền động ma sát cho ống lớn ($D = 600 - 4500\text{ mm}$, tải trọng $\ge 5\text{ tấn}$), đồ gá đĩa đứng, đồ gá nằm ngang truyền động trực tiếp, cùng các loại kẹp định tâm nhanh hình cánh chuồn (1 – 14 inch) và kẹp nhện gá trong (lên tới 36 inch).
  • Phân tích thông số kỹ thuật của các dòng máy hàn xoay trên thị trường: máy HB100 (tải trọng 10.000 kg, bàn quay 2.000 mm), HT-600 (tải trọng 600 kg, công suất $0,37\text{ kW}$), CobraTurn T-260 (tải 118 kg), VEVOR Rotary Welding Positioner (tải 15 kg), Floor-Mount P2000 (tải 900 kg).
  • Trình bày tổng quan công nghệ hàn MIG/MAG, các thông số dòng hàn, khí bảo vệ và kỹ thuật chuyển dịch kim loại (ngắn mạch, chuyển dịch cầu, chuyển dịch phun).
  • Tổng quan về quy trình sản xuất ống hàn (ống hàn thẳng, ống xoắn ốc) và cấu tạo 6 dạng mặt bích công nghiệp (WN, SW, SO, TF, BF, Lap Joint).

CHƯƠNG 3: CƠ SỞ LÝ THUYẾT

Chương này tập trung vào các nền tảng lý thuyết phục vụ tính toán kỹ thuật:

  • Cấu hình các mối hàn, hình dạng đường hàn đáy, hàn đắp, hàn phủ và quy định ký hiệu vị trí hàn theo tiêu chuẩn DIN EN ISO 6947 (vị trí 1, 2, 5, 6).
  • Nguyên lý cấu tạo và đặc tính mô men xoắn của động cơ điện giảm tốc AC.
  • Lý thuyết truyền động xích: Cấu tạo xích con lăn, đĩa xích, xác định số mắt xích chẵn/lẻ, phân tích lực căng trên các nhánh xích và lực tác dụng lên trục khi bộ truyền làm việc.

CHƯƠNG 4: PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ

Chương 4 thực hiện phân tích so sánh để lựa chọn giải pháp thiết kế tối ưu cho máy:

Bộ phận chức năng Phương án so sánh Phương án lựa chọn Rationale / Lý do lựa chọn
Cơ cấu gá kẹp phôi Mâm cặp 3 chấu / 4 chấu / 6 chấu Mâm cặp 3 chấu tự định tâm Định tâm nhanh, kết cấu nhỏ gọn, thao tác đơn giản, đủ khả năng kẹp chi tiết tròn xoay $\Phi 10 - 150\text{ mm}$.
Bộ truyền động cơ sở Bộ truyền đai / Bộ truyền xích Bộ truyền xích con lăn Không có hiện tượng trượt trơn, đảm bảo tỷ số truyền chính xác, chịu tải trọng và mô men xoắn lớn ở vận tốc thấp.
Loại động cơ dẫn động Động cơ bước / Động cơ Servo / Động cơ AC giảm tốc Động cơ AC giảm tốc Giá thành thấp, kết cấu bền bỉ, cung cấp mô men khởi động cao, dễ tích hợp với bộ điều khiển tốc độ.
Điều chỉnh tốc độ Biến tần công nghiệp / Bộ điều khiển tốc độ điện tử Bộ điều khiển tốc độ chuyên dụng Nhỏ gọn, tối ưu chi phí cho hệ thống công suất vừa và nhỏ, đáp ứng dải điều chỉnh vô cấp vận tốc hàn.

Dựa trên các phương án đã chọn, nhóm tác giả xây dựng mô hình 3D tổng thể của bàn gá với đầy đủ các cụm cơ cấu xoay, mâm cặp và hệ thống khung đỡ.

CHƯƠNG 5: TÍNH TOÁN, THIẾT KẾ CÁC BỘ PHẬN CỦA MÁY

Chương này trình bày toàn bộ các bước tính toán động lực học và kiểm nghiệm bền của các chi tiết máy:

  • Tính chọn công suất động cơ điện thỏa mãn tải trọng phôi 34 kg và mâm cặp 10 kg quay ở vận tốc 10 vòng/phút.
  • Tính toán hình học bộ truyền xích: bước xích, số răng đĩa xích dẫn và bị dẫn, khoảng cách trục và lực căng nhánh xích.
  • Tính toán khớp nối mềm liên kết trục động cơ với trục trung gian.
  • Tính toán đường kính và phân tích ứng suất uốn - xoắn trên trục dẫn và trục góc xoay.
  • Sử dụng phần mềm MDSolid xuất biểu đồ nội lực (lực cắt, mô men uốn) trên các tiết diện nguy hiểm của hệ trục.
  • Tính toán kiểm nghiệm độ bền mỏi của các trục, kiểm nghiệm độ bền dập và độ bền cắt của then, chọn các gối đỡ ổ lăn đỡ chặn tương ứng với tải trọng hướng tâm.
  • Sử dụng phần mềm Autodesk Inventor 2022 thực hiện phân tích ứng suất von Mises và phân tích chuyển vị đàn hồi trên khung máy, xác nhận kết cấu khung chịu lực an toàn trong giới hạn bền vật liệu.

CHƯƠNG 6: CHẾ TẠO VÀ THỬ NGHIỆM MÁY

Chương 6 mô tả quy trình hiện thực hóa thiết kế từ bản vẽ sang mô hình vật lý:

  • Gia công chế tạo các tấm thép thân máy, trục chính, trục xoay, bạc lót, tấm gá và đĩa chia độ.
  • Lắp ráp cơ khí: Cố định gối đỡ ổ lăn, mâm cặp 3 chấu, căn chỉnh độ đồng tâm của trục chính và lắp đặt bộ truyền xích, động cơ AC giảm tốc.
  • Lắp ráp hệ thống điện: Bố trí bên trong và bề mặt tủ điện bao gồm CB, relay trung gian, bộ điều tốc, nút dừng khẩn cấp E-Stop, công tắc đảo chiều và dây kẹp mass chống xoắn gắn tiếp xúc trực tiếp trục quay.
  • Tiến hành thực nghiệm hàn: Gá phôi ống thép và mặt bích ở cả hai chế độ kẹp dài và kẹp ngắn, vận hành xoay tự động ở các góc nghiêng $0^\circ, 45^\circ, 90^\circ$, đánh giá độ êm của chuyển động xoay và độ đồng đều của vũng hàn.

CHƯƠNG 7: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ

Chương 7 tổng kết toàn bộ kết quả thực hiện đồ án, đối chiếu sản phẩm chế tạo với các yêu cầu kỹ thuật đề ra ban đầu, đồng thời chỉ ra một số thiếu sót cơ khí trong quá trình gia công thực tế và đề xuất hướng cải tiến nâng cao mức độ tự động hóa cho thiết bị.

Kết quả và đóng góp

Kết quả kỹ thuật đạt được:

  • Chế tạo thành công thiết bị bàn gá hàn xoay tự động hoàn chỉnh với kích thước bao $485 \times 460 \times 450\text{ mm}$, vận hành đúng các thông số thiết kế.
  • Bàn gá kẹp chặt và định tâm ổn định các chi tiết ống thép có đường kính từ 10 đến 150 mm, chiều dài đến 500 mm và tải trọng làm việc đạt 34 kg (kèm mâm cặp 10 kg).
  • Đảm bảo cơ cấu xoay làm việc ở tốc độ 10 vòng/phút và cho phép điều chỉnh vô cấp, tương thích với dải năng suất hàn MIG từ 250 đến 500 mm/phút.
  • Điều chỉnh linh hoạt góc nghiêng của bàn gá từ $0^\circ$ đến $90^\circ$ theo vạch chia độ, hỗ trợ thực hiện các mối hàn ở nhiều tư thế không gian khác nhau.
  • Tích hợp thành công tiếp điểm mass hàn chuyên dụng trên trục xoay và các thiết bị bảo vệ an toàn (E-Stop, CB ngắt mạch).

Giải pháp kỹ thuật tác giả đề xuất:

  • Lựa chọn giải pháp phối hợp giữa động cơ AC giảm tốc, bộ điều khiển tốc độ điện tử và bộ truyền xích con lăn, giúp hạ giá thành chế tạo đáng kể so với việc sử dụng động cơ Servo công nghiệp nhưng vẫn đảm bảo độ cứng vững truyền động và mô men xoắn ở dải vận tốc thấp.
  • Sử dụng phần mềm chuyên dụng (MDSolid, Autodesk Inventor 2022) kết hợp công thức lý thuyết Chi tiết máy để kiểm chứng tính bền của hệ thống khung và trục trước khi gia công, hạn chế sai hỏng vật liệu.

Đóng góp của đồ án:

  • Cung cấp bộ hồ sơ tính toán, thiết kế và chế tạo hoàn chỉnh cho thiết bị bàn gá hàn xoay tự động cỡ nhỏ, có thể chuyển giao chế tạo phục vụ các xưởng cơ khí quy mô vừa và nhỏ.
  • Đóng góp một thiết bị thực hành trực quan cho Khoa Cơ khí Chế tạo máy, giúp sinh viên tiếp cận quy trình gá đặt và thực hành hàn ống - mặt bích theo các góc độ kỹ thuật tiêu chuẩn.

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

Hạn chế của đề tài:

  • Việc điều chỉnh và cố định góc nghiêng của bàn gá ($0^\circ - 90^\circ$) vẫn thực hiện bằng phương pháp thủ công thông qua cơ cấu vạch chia độ và khóa siết, chưa được tự động hóa bằng động cơ nghiêng độc lập.
  • Việc căn chỉnh vị trí mỏ hàn MIG vẫn phụ thuộc vào thao tác của người thợ, chưa tích hợp cánh tay định vị mỏ hàn tự động.
  • Hệ thống điều khiển hoạt động theo vòng hở, chưa có cảm biến phản hồi tốc độ thực tế (encoder) và chưa có giao diện lập trình chu trình hàn tự động hoàn toàn.

Hướng nghiên cứu tiếp theo:

  • Tích hợp thêm động cơ điều khiển góc nghiêng tự động, cho phép lập trình thay đổi góc nghiêng của bàn gá trong quá trình hàn thông qua bộ điều khiển PLC hoặc vi điều khiển.
  • Thiết kế thêm giá đỡ và cơ cấu cấp mỏ hàn tự động có khả năng điều chỉnh vị trí đa trục, kết nối đồng bộ tín hiệu kích hoạt hồ quang máy hàn với chuyển động quay của bàn gá.
  • Nghiên cứu khả năng tích hợp thiết bị vào dây chuyền sản xuất tự động kết hợp cánh tay robot hàn công nghiệp.

Giá trị tham khảo

Đồ án là tài liệu tham khảo hữu ích cho:

  • Sinh viên ngành Công nghệ Chế tạo máy, Cơ khí và Cơ điện tử: Tham khảo quy trình thiết kế máy hoàn chỉnh từ khâu lập bài toán, tính toán động lực học, tính chọn chi tiết máy (trục, then, ổ lăn, bộ truyền xích), đến phương pháp mô phỏng số trên MDSolid và Autodesk Inventor 2022.
  • Giảng viên và kỹ thuật viên xưởng cơ khí: Sử dụng làm tài liệu hướng dẫn sinh viên thực tập đồ án môn học Chi tiết máy, Đồ gá, Công nghệ hàn và thực hành trên thiết bị hàn xoay bán tự động.
  • Kỹ sư tại các cơ sở gia công cơ khí vừa và nhỏ: Tham khảo cấu kết và sơ đồ mạch điện điều khiển để tự chế tạo đồ gá hàn ống phục vụ trực tiếp cho sản xuất với chi phí thấp.

Các nội dung có giá trị tham khảo cao nhất trong đồ án bao gồm bảng phân tích so sánh lựa chọn phương án truyền động (Chương 4), quy trình tính toán kiểm nghiệm hệ trục và phân tích FEM khung máy (Chương 5), cùng sơ đồ đấu nối tủ điện điều khiển an toàn (Chương 6).

Câu hỏi thường gặp

1. Bàn gá hàn xoay này có thể xử lý được những loại chi tiết có kích thước và khối lượng như thế nào?
Theo số liệu thiết kế ban đầu và kết quả chế tạo trong đồ án, thiết bị có khả năng gá kẹp các chi tiết dạng ống tròn có đường kính ngoài $\Phi = 10 - 150\text{ mm}$, bề dày thành ống $B = 1 - 20\text{ mm}$, chiều dài $L = 0 - 500\text{ mm}$, và mặt bích có bề dày $B = 12 - 20\text{ mm}$. Khối lượng tải trọng chi tiết phôi tối đa máy chịu được là 34 kg (cùng với mâm cặp 10 kg).

2. Tại sao nhóm tác giả lựa chọn bộ truyền xích thay vì bộ truyền đai cho cơ cấu quay trục chính?
Trong Chương 4, nhóm tác giả phân tích rằng bộ truyền xích không có hiện tượng trượt trơn, đảm bảo tỷ số truyền chính xác và ổn định ở dải vận tốc quay thấp (10 vòng/phút). Đồng thời, bộ truyền xích có khả năng chịu tải trọng và mô men xoắn lớn hơn bộ truyền đai, kích thước bộ truyền nhỏ gọn hơn khi truyền cùng công suất, phù hợp với không gian bên trong khung máy.

3. Hệ thống điều khiển điện của bàn gá gồm những thiết bị chính nào và vận hành ra sao?
Hệ thống điều khiển điện được bố trí trong tủ điện gồm có: cầu dao tự động (CB) bảo vệ quá dòng, relay trung gian, bộ điều khiển tốc độ điện tử cho động cơ AC, công tắc bập bênh 3 vị trí (điều khiển quay thuận - dừng - quay nghịch), đèn báo hiệu nguồn và nút dừng khẩn cấp E-Stop để ngắt mạch tức thời khi có sự cố.

4. Nhóm nghiên cứu đã ứng dụng các phần mềm kỹ thuật nào trong quá trình tính toán và kiểm nghiệm máy?
Nhóm tác giả đã ứng dụng phần mềm MDSolid để phân tích lực, xuất và kiểm tra biểu đồ mô men uốn và mô men xoắn trên các tiết diện của trục dẫn và trục góc xoay; đồng thời sử dụng phần mềm Autodesk Inventor 2022 để thiết kế mô hình 3D và chạy mô phỏng phần tử hữu hạn (FEA) nhằm kiểm nghiệm độ bền ứng suất von Mises và chuyển vị đàn hồi của khung máy.

Kết luận

Đồ án tốt nghiệp "Thiết kế, chế tạo bàn gá hàn xoay tự động" của nhóm sinh viên Hà Phi Hoàng, Nguyễn Tiến Phát và Nguyễn Mạnh Tiến đã hoàn thành toàn diện các mục tiêu đề ra từ tính toán lý thuyết, thiết kế mô phỏng đến gia công chế tạo mô hình thực tế. Thiết bị đáp ứng tốt các yêu cầu kỹ thuật về định tâm kẹp chặt ống phôi $\Phi 10 - 150\text{ mm}$, tải trọng 34 kg, điều chỉnh vô cấp tốc độ quay quanh mức 10 vòng/phút và xoay nghiêng góc linh hoạt từ $0^\circ$ đến $90^\circ$. Đây là công trình kỹ thuật có tính ứng dụng thực tiễn cao, đóng góp một giải pháp đồ gá hàn ống tin cậy, chi phí thấp cho các xưởng cơ khí và phục vụ hiệu quả cho công tác giảng dạy, thực hành trong nhà trường.