CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU 1. Tính cấp thiết của đề tài Sử dụng xe đạp mang lại rất nhiều lợi ích cho sức khỏe con người như cải thiện tình trạng tim mạch, tăng sức bền… và còn giúp giảm ô nhiễm môi trường do không dùng nguyên liệu hóa thạch. Xu hướng của thế giới hiện nay là cải thiện môi trường sống, bảo vệ thiên nhiên, do đó nhu cầu sử dụng các loại phương tiện ít gây ô nhiễm đang được tăng cao, đặc biệt là xe đạp. Do đó, ngành sản xuất, lắp ráp xe đạp cũng đang phát triển để phục vụ nhu cầu thị trường.
Trong các thành phần cấu tạo nên xe đạp có chi tiết “lò xo yên xe đạp” mà đề tài đang nhắm đến. Chi tiết này thường được làm hoàn chỉnh bằng máy uốn CNC, với năng suất và có độ chính xác cao, nhưng chi phí cho một máy CNC lại khá lớn. Các công ty lắp ráp xe đạp thường đặt một số công ty bên ngoài cung cấp một số bộ phận phụ tùng như yên xe, nhưng đối với các công ty nhỏ, việc đặt các công ty CNC uốn lò xo cho yên xe sẽ khiến chi phí tăng cao hơn, nên một số công ty đã tự thiết kế máy uốn lò xo cho riêng mình để giảm chi phí. Nhưng do lò xo yên xe còn có hai đầu được bẻ tròn để lắp ráp vào yên xe, nên việc chế tạo một máy cơ hoàn thành cả một chiếc lò xo đạt yêu cầu là không khả thi, do đó họ sẽ chia ra nhiều máy làm nhiều công đoạn để phối hợp làm thành một lò xo hoàn chỉnh.
Các công đoạn như uốn đầu lò xo hiện nay thường được các công nhân làm bằng tay do trên thị trường vẫn chưa có máy chuyên dụng, năng suất và độ chính xác khi uốn bằng tay thường không cao do nhiều yếu tố khách quan. Do đó, đề tài “Thiết kế, chế tạo máy uốn gập đầu lò xo yên xe đạp Martin” là rất phù hợp và cần thiết. Ý nghĩa khoa học và ý nghĩa thực tiễn: Nghiên cứu thiết kế, chế tạo máy uốn đầu lò xo giúp sinh viên củng cố các kiến thức về thiết kế, sức bền, vật liệu, cơ điện tử, góp phần phục vụ công tác nghiên cứu và đào tạo. Máy uốn gập đầu lò xo yên xe đạp được chế tạo sẽ chuyển giao cho Công ty TNHH Yên Liên Việt – Dĩ An, Bình Dương để thử nghiệm, hiệu chỉnh và đưa vào sản xuất.
Việc thiết kế, chế tạo máy uốn đầu lò xo sẽ giúp tăng năng suất lao động, tăng độ chính xác, giúp giảm thời gian gia công cũng như số lượng sản phẩm lỗi, giúp các Công ty tiết kiệm thời gian và chi phí, tăng lợi nhuận. Mục tiêu nghiên cứu của đề tài - Thiết kế, chế tạo máy uốn gập đầu lò xo yên xe đạp bước 1. Đối tượng, phạm vi nghiên cứu 1. Đối tượng nghiên cứu: - Lò xo yên xe đạp Martin.
Phạm vi nghiên cứu: - Chế tạo và thử nghiệm máy uốn gập đầu lò xo yên xe đạp bước 1, với năng suất 400 cái/ giờ, công suất động cơ 1 Hp. Phương pháp nghiên cứu: 1. Cơ sở phương pháp luận: Căn cứ vào kiến thức, tìm hiểu từ các sản phẩm máy uốn đã có, kinh nghiệm làm việc của các công nhân trong công ty để đưa ra giải pháp và chế tạo, thử nghiệm, điều chỉnh cho phù hợp với yêu cầu của sản phẩm. Đánh giá các thông số, phương án thiết kế để đưa ra giải pháp tốt hơn.
Các phương pháp nghiên cứu cụ thể: - Phương pháp khảo sát thực tiễn sản xuất. - Phương pháp tham vấn chuyên gia. - Phương pháp nghiên cứu tài liệu. - Phương pháp tính toán, thiết kế.
- Phường pháp chế tạo, thử nghiệm. - Phương phá đánh giá, nhận xét. Kết cấu của đồ án tốt nghiệp: Đồ án bao gồm 8 chương: Chương 1: Giới thiệu Chương 2: Tổng quan tình hình nghiên cứu Chương 3: Cơ sở lý thuyết Chương 4: Phương hướng và giải pháp thiết kế Chương 5: Tính toán, thiết kế Chương 6: Quy trình công nghệ gia công một số chi tiết điển hình Chương 7: Hình ảnh về máy uốn gập đầu lò xo yên xe đạp Chương 8: Kết luận và kiến nghị 2 do an CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU 2. Tình hình sử dụng máy uốn trên thế giới Hiện nay trên thế giới, các loại ống uốn, thép hình được sử dụng rộng rãi cho nhiều mục đích từ công nghiệp cho đến xây dựng, nội thất… với nhiều hình dạng, chủng loại, kích thước, vật liệu khác nhau.
Để đáp ứng các nhu cầu đa dạng, các loại máy uốn cũng cần phải đa dạng, tiện lợi. Trên thế giới hiện nay các máy uốn rất đa dạng từ hoạt động bằng tay đến động cơ, khí nén, thủy lực, hoặc máy NC, CNC có thể uốn ống với độ chính xác và năng suất cao, một máy có thể uốn được nhiều hình dạng, kích thước khác nhau. Máy uốn bằng tay: Hình 2. 1: Máy uốn góc bằng tay - Máy uốn bằng tay thường dùng trong xây dựng để uốn các khung thép cho việc đổ cột.
Dạng máy này hoạt động theo nguyên lý: để thanh thép tựa lên một chốt cố định, chốt còn lại nằm trên đĩa xoay. Khi xoay đĩa, hai chốt sẽ phối hợp tạo nên lực uốn thanh thép. Phương pháp này có ưu điểm là máy gọn, nhẹ dễ sử dụng, nhưng năng suất không cao, độ chính xác thấp, phải chuẩn bị phôi trước. - Dạng thứ hai của máy uốn bằng tay là uốn theo khuôn.
Một cái khuôn uốn được đưa vào để giúp có thể tạo hình theo đúng ý muốn. Dạng này thường xuất hiện trong các xưởng sản xuất nhỏ lẻ, sản phẩm thường dùng cho trang trí nội, ngoại thất. 3 do an Hình 2. 2: Máy uốn cung tròn bằng tay - Dạng thứ ba là uốn thép thành hình cung lớn mà không dùng khuôn được.
Tương tự các dạng máy bằng tay trên, năng suất của dạng này cũng không cao và độ chính xác thấp. - Các máy uốn này có thể dễ dàng điều chỉnh bằng cách thay đổi vị trí các con chốt hoặc điều chỉnh khoảng cách các trục, thay khuôn. 3: Máy uốn cung tròn lớn bằng tay 4 do an 2. Máy uốn bán tự động: - Máy uốn thủy lực: dạng máy này dùng động cơ để bơm dầu điều khiển pittong ép thanh thép vào khuôn tương tự đối với máy làm bằng tay.
Dạng máy này có ưu điểm là lực được tác động đều, độ chính xác cao hơn, do làm bằng máy nên không ảnh hưởng nhiều đến sức công nhân, năng suất đảm bảo, có thể uốn được các loại thép lớn, cứng. Có thể hoạt động bằng bàn đạp hoặc nút nhấn ở bảng điều khiển. 4: Máy uốn thủy lực SKG - Máy uốn chạy bằng động cơ: dạng máy này hoạt động bằng cách truyền moment từ động cơ đến thanh thép thông qua hộp số. Dạng máy này hoạt động ổn định, năng suất cao và có thể uốn được nhiều biên dạng.
Có thể điều khiển bằng bàn đạp hoặc bấm nút bằng bảng điều khiển. 5: Máy uốn dùng động cơ 5 do an 2. Máy uốn tự động CNC: Dạng máy này có thể tự động uốn, cắt thép với năng suất và độ chính xác cao một cách tự động theo trình tự được lập trình sẵn trên máy tính. Máy có thể uốn nhiều biên dạng, kích thước… phục vụ cho xây dựng hoặc tranh trí nội thất, mĩ nghệ, công nghiệp.
Tình hình nghiên cứu trong nước Với sự tiến bộ của khoa học kỹ thuật ngày nay, rất nhiều loại máy khác nhau được ra đời và sử dụng vào nhiều công việc khác nhau. Các loại máy móc giúp tiếm kiệm sức lực, tăng năng suất làm việc, giúp công nhân hoàn thành công việc một cách nhanh chóng và hiệu quả cao. Trong các máy trên không thể kể đến máy uốn sắt, thép, một máy móc hiện đại đáp ứng được nhu cầu thẩm mỹ, tiếm kiệm sức lực, và tăng năng suất cao. Hiện nay, ở trong nước nhu cầu sử dụng máy uốn sắt, thép cũng đang rất phổ biến.
Nhu cầu sử dụng máy uốn ở các công ty, các công trình dần càng tăng cao nhằm tăng năng suất. Vì vậy, việc chế tạo máy uốn sắt, thép cũng rất cần thiết. Các máy uốn cũng đang dần được thiết tế, chế tạo ngày càng đơn giản, nhỏ gọn nhưng đạt năng suất và tính kinh tế cao. Trong xây dựng, họ cần uốn nhiều loại sắt, thép để làm dầm bê tông, cốt-pha,.
Trong cơ khí, các khung cửa sắt cần được uốn nhiều hình dạng khác nhau để tăng tính thẩm mỹ, trong việc hoàn thiện chiếc lò xo xe đạp cũng cần tới một máy uốn, trong sản xuất các ống cho các máy lớn cũng cần máy uốn. 6 do an Đối với máy uốn sắt, thép thì rất đa dạng, kích thước máy từ to đến nhỏ, kết cấu từ đơn giản tới phức tạp. Các phương pháp uốn thường sử dụng là dùng động cơ thông qua bộ chuyền động (bánh răng, xích, dây đai,.) dùng thủy lực, khí nén, cơ cấu cam,… Đối với từng yêu cầu sử dụng khác nhau mà sẽ dùng máy uốn tương ứng, có máy sẽ chỉ uốn được một phẩm, có máy có thể làm nhiều sản phẩm khác nhau. Một số máy uốn thông dụng : Máy uốn sắt GW40: Hình 2.
7: Máy uốn GW40 Nguyên lý của máy: dùng động cơ thông qua bộ truyền tải làm quay chốt quay, chốt quay bẻ thép theo góc được định trước theo hình dáng yêu cầu của chi tiết. Thông số máy: Bảng 2. 1: Thông số máy GW40 Thông số Giá trị Đường kính uốn max (mm) 32 Đường kính mâm uốn (mm) 350 Tốc độ trục quay (v/phút): 8 Công suất động cơ (kW): 3 Điện áp sử dụng (V): 380 7 do an Kích thước DxRxC (mm): 810 – 780 – 840 Trọng lượng máy (kg): 320 (Nguồn: http://www.com/6953/1017024/thong_so_ky_thuat/m%C3%A1y- u%E1%BB%91n-s%E1%BA%AFt-gute-gw40.html) Ưu điểm: - Sản phẩm rất hữu ích trong ngành xây dựng, cơ khí. - Đa dạng về mặt sản phẩm tạo ra (Đây là loại máy vạn năng).
- Vận hành, sử dụng dễ dàng. - Tiết kiệm nhân công, hiệu suất kinh tế cao. Nhược điểm: máy nặng nên việc di chuyển rất khó khăn, di chuyển dễ dàng hơn khi máy có lắp khung bánh xe. Máy uốn bằng thủy lực: Hình 2.
8: Máy uốn thủy lực Long Nhi Nguyên lý: Dùng thủy lực: Pit-tông đẩy tấm thép được nối ở đầu pit-tông, tấm thép này uốn các thanh sắt đã được cố định. Việc điều chỉnh góc uốn bằng cách điều chỉnh cữ hành trình của xylanh. Ưu điểm : - Nhỏ gọn dễ dàng di chuyển, làm việc ở nhiều nơi khác nhau. - Dễ sử dụng.
- Hiệu quả, tính kinh tế cao. - Tiếm kiệm được sức lực.