I. Giới thiệu về Thiết kế máy quấn dây Diamond cho máy cắt dây tại HCMUTE
Đề tài Thiết kế máy quấn dây Diamond cho máy cắt dây tại HCMUTE (Đại học Sư phạm Kỹ thuật Thành phố Hồ Chí Minh) nhằm giải quyết vấn đề năng suất thấp và độ tin cậy kém của các máy quấn dây tự chế hiện đang sử dụng. Đề tài tập trung vào thiết kế máy móc, cụ thể là thiết kế máy quấn dây, đáp ứng nhu cầu của Công ty II-VI Việt Nam. Đây là một dự án tốt nghiệp HCMUTE, được hướng dẫn bởi TS. Phạm Thị Hồng Nga và thực hiện bởi sinh viên Nguyễn Tấn Tùng và Đào Anh Quốc. Nghiên cứu thiết kế máy móc này có ý nghĩa thực tiễn cao, góp phần nâng cao năng suất và chất lượng sản xuất. Công nghệ chế tạo máy được ứng dụng trực tiếp trong quá trình thiết kế và chế tạo. Yêu cầu chính là tạo ra một máy quấn dây chính xác cao, khắc phục các nhược điểm của các máy tự chế hiện có. Việc áp dụng công nghệ quấn dây tiên tiến giúp tối ưu hóa quá trình sản xuất. Đề tài cũng xem xét đến các yếu tố an toàn lao động trong quá trình vận hành máy.
1.1 Tính cấp thiết của đề tài
Nhu cầu tự động hóa sản xuất ngày càng tăng. Các máy quấn dây tự chế hiện tại hoạt động không ổn định, năng suất thấp, dễ hỏng hóc. Máy quấn dây Diamond cho máy cắt dây là thiết bị quan trọng, cần thiết kế lại để đáp ứng yêu cầu về năng suất và chất lượng. Giải pháp quấn dây hiện tại chưa tối ưu. Đề tài hướng đến việc thiết kế một máy quấn dây tự động, có độ tin cậy cao và hiệu quả kinh tế. Đây là nghiên cứu thiết kế máy móc có ý nghĩa quan trọng đối với công nghiệp chế tạo. Công trình này được thực hiện dựa trên các loại máy quấn dây hiện có, phân tích ưu nhược điểm để tối ưu hóa. Thiết kế tự động hóa giúp nâng cao năng suất và giảm chi phí sản xuất. Việc sử dụng PLC trong thiết kế máy quấn dây cũng được xem xét để tăng độ chính xác và hiệu quả điều khiển. Đề tài cũng nghiên cứu phân tích năng suất máy quấn dây để tối ưu thiết kế.
1.2 Mục tiêu và phạm vi nghiên cứu
Mục tiêu chính là thiết kế chế tạo máy quấn dây Diamond đáp ứng yêu cầu của Công ty II-VI Việt Nam. Phạm vi nghiên cứu bao gồm: tìm hiểu các loại máy quấn dây, phân tích đặc điểm của dây kim cương, đề xuất giải pháp quấn dây tối ưu, thiết kế phần cơ khí và thiết kế phần điện của máy, gia công và lắp ráp máy. Thiết kế CAD/CAM máy quấn dây được sử dụng để tối ưu hóa quá trình thiết kế và chế tạo. Mô phỏng máy quấn dây cũng được thực hiện để đánh giá hiệu quả của thiết kế. Đề tài tập trung vào việc tạo ra một máy quấn dây chính xác cao, đảm bảo chất lượng quấn dây đồng đều và năng suất cao. Ứng dụng PLC trong thiết kế máy quấn dây được nghiên cứu để nâng cao khả năng tự động hóa. Hướng dẫn sử dụng máy quấn dây cũng được biên soạn để hướng dẫn người dùng vận hành máy một cách an toàn và hiệu quả.
II. Phương pháp nghiên cứu và kết quả
Đề tài sử dụng phương pháp nghiên cứu tài liệu, phương pháp tính toán thiết kế và phương pháp thực nghiệm. Thiết kế máy quấn dây được thực hiện dựa trên phần mềm Solidworks. Tính toán thiết kế phần cơ khí bao gồm lựa chọn động cơ, cơ cấu truyền động, và các bộ phận khác. Thiết kế phần điện bao gồm lựa chọn các thiết bị điện, lập trình điều khiển. Quá trình chế tạo và thử nghiệm máy được thực hiện tại phòng thí nghiệm của HCMUTE. Kết quả cho thấy máy đạt được năng suất như yêu cầu, chất lượng quấn dây tốt. Máy quấn dây động cơ được lựa chọn phù hợp với yêu cầu về tốc độ và mô-men xoắn. Quấn dây điện tử được xem xét để nâng cao độ chính xác và hiệu quả của máy.
2.1 Lựa chọn phương án thiết kế
Hai phương án được đề xuất: đặt cuộn dây đứng và đặt cuộn dây nằm ngang. Phương án đặt cuộn dây nằm ngang được chọn vì dễ chế tạo, lắp ráp và bảo trì. Máy quấn dây tự động được thiết kế dựa trên phương án này. Cơ cấu truyền động được lựa chọn sao cho đảm bảo tốc độ quấn dây ổn định và chính xác. Giải pháp quấn dây tối ưu được lựa chọn dựa trên đặc điểm của dây Diamond. Mục tiêu thiết kế là tạo ra một máy quấn dây có năng suất cao, chất lượng quấn dây tốt, và dễ sử dụng. Các tiêu chuẩn thiết kế máy quấn dây được tuân thủ để đảm bảo độ an toàn và hiệu quả. Việc lựa chọn vật liệu và các linh kiện điện tử cũng được thực hiện một cách cẩn thận để đảm bảo độ bền và độ tin cậy của máy. Báo cáo thiết kế máy quấn dây cung cấp thông tin chi tiết về quá trình thiết kế và chế tạo máy.
2.2 Kết quả thử nghiệm và đánh giá
Máy được chế tạo và thử nghiệm. Kết quả đạt được năng suất 8 phút/cuộn dây, chất lượng quấn dây tốt, đáp ứng yêu cầu của đề tài. Máy quấn dây tơ động cơ hoạt động ổn định, hiệu quả. Giải pháp quấn dây động cơ được chứng minh là hiệu quả. Bảo trì máy quấn dây dễ dàng thực hiện. Phân tích ứng suất máy quấn dây cho thấy máy hoạt động trong giới hạn an toàn. Chi phí chế tạo máy quấn dây hợp lý. Các ứng dụng của máy cắt dây được mở rộng nhờ vào máy quấn dây này. Máy cắt dây CNC có thể sử dụng hiệu quả với máy quấn dây được thiết kế. Đề tài đóng góp vào việc chế tạo máy móc tại Việt Nam. Học thiết kế máy móc từ đề tài này cung cấp kiến thức thực tiễn.
III. Kết luận và kiến nghị
Đề tài đã hoàn thành mục tiêu, thiết kế và chế tạo thành công máy quấn dây Diamond đáp ứng yêu cầu. Máy có năng suất cao, chất lượng tốt, dễ sử dụng và bảo trì. Đề tài đóng góp vào việc nâng cao năng suất và chất lượng sản xuất của Công ty II-VI Việt Nam. Giá thành máy quấn dây hợp lý. Máy quấn dây điện tự động có tiềm năng ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực. Việc bảo dưỡng máy quấn dây đơn giản. Kiến nghị nghiên cứu sâu hơn về tự động hóa và tối ưu hóa quá trình quấn dây. Dịch vụ thiết kế máy quấn dây có thể được cung cấp. Quấn dây đồng và các loại dây khác có thể được ứng dụng với thiết kế được cải tiến.
