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 THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO MÁY THỬ KÉO NHỰA GIA NHIỆT GVHD: T.S PHẠM SƠN MINH SVTH: PHAN VĂN Ý MSSV: 11144123 SVTH: LÊ QUANG HƯNG MSSV: 11144049 SVTH: BÙI THANH LIÊM MSSV: 11144058 SKL 0 0 4 1 6 7 Tp. Hồ Chí Minh, tháng 1/2016 do an BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM KỸ THUẬT TP. HỒ CHÍ MINH BỘ MÔN CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI “THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO MÁY THỬ KÉO NHỰA GIA NHIỆT” GVHD: T.S PHẠM SƠN MINH SVTH: PHAN VĂN Ý MSSV: 11144123 LÊ QUANG HƢNG MSSV: 11144049 BÙI THANH LIÊM MSSV: 11144058 Lớp : 111441A Khoá : 2011-2015 Tp. Hồ Chí Minh, tháng 01/2016 do an TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM KỸ THUẬT TP.
HCM CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM KHOA CƠ KHÍ CHẾ TẠO MÁY Độc lập - Tự do – Hạnh phúc công nghệ chế tạo máy NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Giảng viên hƣớng dẫn: TS. PHẠM SƠN MINH Sinh viên thực hiện:PHAN VĂN Ý MSSV:11144123 LÊ QUANG HƢNG MSSV:11144049 BÙI THANH LIÊM MSSV:11144058 1. Tên đề tài: “Thiết kế và chế tạo máy thử kẹo nhựa gia nhiệt’’ 2. Các số liệu, tài liệu ban đầu: - DC Motor Tre Series TS1980 E6 – 24VDC – 3550rpm.
- Loadcell VLC-110 “S type” – đo đƣợc tối đa 100kg. - Tốc độ trục vít me: 5 – 50mm/phút. - Kích thƣớc: 510x285x1112 mm. - Sai số cho phép: 1% 3.
Nội dung chính của đồ án: Phần cơ khí: tích hợp module kéo vào trong một thiết bị duy nhất. Cải tiến module kẹp và cơ cấu kẹp. Phần điện tử: xây dựng bộ điều khiển với Bo mạch STM32F103RTC6-DEV, mạch khuếch đại điện áp HDL-Vamp và mạch H Bridge MC33883. Các sản phẩm dự kiến Thiết bị thử độ kéo vật liệu nhựa-gia nhiệt 5.
TRƢỞNG BỘ MÔN GIẢNG VIÊN HƢỚNG DẪN (Ký, ghi rõ họ tên) (Ký, ghi rõ họ tên) Đƣợc phép bảo vệ ………………………………………… i do an LỜI CAM KẾT - Tên đề tài: “Thiết kế và chế tạo máy thử kéo nhựa gia nhiệt” - GVHD: TS. PHẠM SƠN MINH - Họ tên sinh viên: PHAN VĂN Ý MSSV:11144123 Lớp: 111441A Địa chỉ sinh viên: 158 Đình Phong Phú ,Phƣơng Tăng Nhơn Phú B,Quận 9,Tp. Hồ Chí Minh Số điện thoại liên lạc: 0968340530 Email: pvy11071993@gmail.com - Họ tên sinh viên: LÊ QUANG HƢNG MSSV:11144049 Lớp: 111441A Địa chỉ sinh viên: KTX D1, 1 Võ Văn Ngân, phƣờng Linh Chiểu, quận Thủ Đức, Tp. Hồ Chí Minh.
Số điện thoại liên lạc: 01664195896 Email: 23456789quanghung@gmail.com Họ tên sinh viên: BÙI THANH LIÊM MSSV:11144058 Lớp: 111441A Địa chỉ sinh viên: Ấp Chánh 2, Xã Tân Xuân, Huyện Hóc Môn, Tp. Hồ Chí Minh Số điện thoại liên lạc: 0983508122 Email: thanhliemspkt.com - Ngày nộp khoá luận tốt nghiệp (ĐATN): 14/01/2016. - 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 11tháng 01năm 2016 Ký tên ii do an LỜI CẢM ƠN Quá trình hoàn thành đồ án đã giúp mỗi thành viên trong nhóm chúng em học tập thêm rất nhiều kiến thức về chuyên môn, ôn lại những nội dung đã học. Bên cạnh đó nhóm em cũng rèn đƣợc nhiều về kỹ năng tƣ duy, đánh giá vấn đề, làm việc nhóm, quản lý, phân bổ thời gian làm việc… Để hoàn thành đƣợc đồ án tốt nghiệp này, nhóm chúng em trân trọng gửi lời cảm ơn đến: TS.Phạm Sơn Minh đã hƣớng dẫn, hỗ trợ nhiệt tình cho nhóm hoàn thành tốt đồ án. Bên cạnh việc đồng hành trong các bƣớc, giai đoạn thực hiện đồ án, Thầy cũng đã rèn luyện các thành viên trong nhóm cách tƣ duy, đánh giá vấn đề, những tác phong làm việc nghiêm túc, rõ ràng, cụ thể… Những điều đó sẽ luôn là những kinh nghiệm hết sức quý báu cho nhóm chúng em hiện tại và về sau.
Nhóm chúng em kính gửi lời cảm ơn đến các thầy: ThS. Trần Mai Văn, Th.S Tạ Nguyễn Minh Đức, ThS. Trần Minh Thế Uyên đã tạo điều kiện, hỗ trợ cho nhóm đƣợc thực hiện, gia công các sản phẩm. Chúng em xin chân thành cảm ơn đến tất cả quý thầy cô Khoa Cơ khí Chế tạo máy, Bộ môn công nghệ chế tạo máy và quý thầy cô các khoa thuộc trƣờng Ðại học Sƣ phạm Kỹ thuật TP.HCM đã trang bị cho chúng em những kiến thức cơ bản, những kinh nghiệm thực tiễn và những kiến thức chuyên môn cũng nhƣ đã nhiệt tình hƣớng dẫn giúp đỡ chúng em trong suốt khóa học và nhất là trong thời gian thực hiện đề tài.
Chính những sự hỗ trợ giúp đỡ trên đã tạo động lực, hỗ trợ cho nhóm chúng em thực hiện tốt đồ án tốt nghiệp này. Mặc dù đã cố gắng nỗ lực hết sức mình, song chắc chắn đề tài không thể tránh khỏi những thiếu sót. Chúng em kính mong nhận đƣợc sự thông cảm và chỉ bảo tận tình của quý Thầy Cô. Nhóm sinh viên thực hiện Phan Văn ý Lê Quang Hƣng Bùi Thanh Liêm iii do an TÓM TẮT ĐỀ TÀI “THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO MÁY THỬ KÉO NHỰA GIA NHIỆT” Ngày nay, trong giai đoạn công nghiệp hoá và hiện đại hoá đất nƣớc, việc ứng dụng thiết bị móc vào hỗ trợ sản xuất ngày phổ biến.
Thiết bị kiểm tra giúp nhà sản xuất đảm bảo đƣợc chất lƣợng sản phẩm trƣớc khi tung ra thị trƣờng. Máy thử -kéo nhựa gia nhiệt để thử các mẫu sản phẩm nhựa nhằm kiểm tra độ giãn dài của bản thân sản phẩm trong nhiều môi trƣờng nhất định. Đảm bảo đúng yêu cầu kỹ thuật do nhà sản xuất đặt ra. Hiện nay, loại thiết bị này phải nhập từ nƣớc ngoài về, chƣa có sẵn tại Việt Nam, giá thành khá cao.
Điều này khiến các nhà sản xuất phải đem sản phẩm đi thử nghiệm bên ngoài nhà máy, dẫn đến tốn kém chi phí và thời gian. Để giải quyết vấn đề nêu trên, nhóm chúng em đã chọn đề tài này để triển khai nghiên cứu và thực hiện. Mục tiêu là thiết kế và chế tạo hoàn thiện thiết bị thử bao gồm module kéo trong môi trƣờng gia nhiệt. Thiết bị này sẽ hỗ trợ cho doanh nghiệp tiết kiệm chi phí và rút ngắn thời gian thử nghiệm sản phẩm mẫu.
Nhóm sinh viên thực hiện Phan Văn Ý Lê Quang Hƣng Bùi Thanh liêm iv do an MỤC LỤC Trang NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN. i LỜI CAM KẾT. iv MỤC LỤC. v DANH MỤC BẢNG BIỂU.
vi DANH MỤC SƠ ĐỒ, HÌNH VẼ. vii CHƢƠNG 1: GIỚI THIỆU .1 Tính cấp thiết của đề tài .2 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài .3 Mục tiêu nghiên cứu của đề tài.4 Đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu .1 Đối tƣợng nghiên cứu .2 Phạm vi nghiên cứu .5 Phƣơng pháp nghiên cứu. 3 CHƢƠNG 2: TỔNG QUAN NGHIÊN CƢ́U ĐỀ TÀI .1 Giới thiệu về tầm quan trọng của vật liệu nhựa .2 Sơ lƣợc về thiết bị thử kéo – uốn vật liệu nhựa .3 Lợi ích về thiết bị thử kéo – uốn vật liệu nhựa.4 Tình hình sử dụng thiết bị thử kéo và uốn trên thế giới và Việt Nam .1 Tình hình sử dụng thiết bị thử kéo và uốn trên thế giới .1 Thiết bị thử kéo .2 Thiết bị thử uốn .2 Tình hình sử dụng thiết bị thử kéo và uốn trên Việt Nam .1 Thiết bị thử kéo .2 Thiết bị thử uốn. 10 CHƢƠNG 3: THIẾT KẾ, PHÁC THẢO Ý KIẾN VÀ THỰC HIỆN .1 Quy trình thiết kế và phác thảo ý tƣởng .2 Lựa chọn vật liệu và phƣơng pháp gia công cho chi tiết không tìm mua đƣợc.
Lựa chọn vật liệu .2 Chọn phƣơng pháp gia công cho những chi tiết không có sẵn.1 Phƣơng pháp phay .2 Phƣơng pháp khoan .3 Phƣơng pháp gia công bằng ren .4 Phƣơng pháp gia công bằng tiện .5 Phƣơng pháp gia công bằng hàn.3 Lựa chọn, tính toán vít me-đai ốc .1 Định nghĩa vít me-đai ốc .2 Lựa chọn vít me, Đai ốc .3 Tính toán, lựa chọn trục vít me-đai ốc .4 Lựa chọn ổ bi phù hợp với trục vít me .5 Thiết kế gối đỡ.6 Lựa chọn,tính toán cơ cấu dẫn hƣớng .1 Lựa chọn cơ cấu dẫn hƣớng .2 Các thanh trƣợt .3 Tính toán và lựa chọn cơ cấu dẫn hƣớng .7 Thiết kế hộp loadcell .8 Thiết kế hàm kẹp .9 Lựa chọn bộ truyền lực.11 Thiết kế bộ phận cách nhiệt và gia nhiệt .1 Thiết kế hộp cách nhiệt .2 Cửa cách nhiệt .3 Bộ phận cách nhiệt. 50 CHƢƠNG 4: THIẾT KẾ HỆ THỐNG THU NHẬN VÀ XỬ LÝ TÍN HIỆU .1 Thiết bị đo lực loadcell .1 Theo phƣơng lực tác dụng .2 Theo hình dạng .3 Theo tín hiệu mã hoá .4 Nguyên lí hoạt động .5 Thông số kỹ thuật cơ bản .1 Đặc tính kỹ thuật .2 Cách điều khiển .3 Board STM32F103RCT6 .1 Giới thiệu chung. 63 vi do an 4.2 Các đặc tính chính .1 All I/O External Output module .2 Dao động và Reset .3 Power and USB module .5 Phím nhấn module .7 BOOT0, BOOT1 modules .10 MMC/SD Card module .11 LCD HD44780 module .12 TFT_LCD modules .4 Nguyên lý hoạt động của thiết bị kéo vật liệu nhựa .1 Hồi tiếp vị trí .1 Khái niệm về encoder .2 Cấu tạo cơ bản của một encoder quay quang .4 Ứng dụng của encoder quay quang .2 Giao diện tƣơng tác với ngƣời sử dụng .1 Giao diện tƣơng tác .2 Thao tác với giao diện. 83 CHƢƠNG 5: THỰC NGHIỆM-KẾT QUẢ .1 BOOT0, BOOT1 modules .4 MMC/SD Card module .2 LCD HD44780 module .1 TFT_LCD modules.
89 vii do an CHƢƠNG 6:KẾT LUẬN VÀ HƢỚNG PHÁT TRIỂN .2 Những mặt hạn chế.3 Hƣớng phát triển. 91 TÀI LIỆU THAM KHẢO. 92 viii do an DANH MỤC BẢNG BIỂU Trang Bảng 3.1:Trích bảng đƣờng kính, chiề u dài, bƣớc ren của vit́ me bi (tham khảo) .2: Tiêu chuẩn của ổ bi đỡ và chặn .3: Số liệu các loại Bu Lông .4: Số liệu các loại thép .5: Thông số kỹ thuật của động cơ .1: Chọn chế độ cho BOOT1 và BOOT0 .1: Kết quả đạt đƣợc .1: Kết quả đo đƣợc ở nhiệt độ thƣờng, 60mm/ph .2: Kết quả đo đƣợc ở 50 độ, 60mm/ph.3: Kết quả đo đƣợc ở 55 độ, 60mm/ph.4: Kết quả đo đƣợc ở 60 độ, 60mm/ph.5: Kết quả đo đƣợc ở nhiệt độ thƣờng, 120mm/ph .6: Kết quả đo đƣợc ở 50 độ, 120mm/ph.7: Kết quả đo đƣợc ở 55 độ, 120mm/ph.8: Kết quả đo đƣợc ở 60 độ, 120mm/ph. VIII ix do an DANH MỤC SƠ ĐỒ, HÌNH VẼ Trang Sơ đồ3.1: Quy trình thiết kế máy.