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 KỸ THUẬT CƠ ĐIỆN TỬ THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO THIẾT BỊ ĐIỀU KHIỂN CHO MÁY THỬ LỰC KÉO VẬT LIỆU NHỰA Ở NHIỆT ĐỘ CAO GVHD: ThS. TRẦN MAI VĂN SVTH: TẠ NGỌC NINH MSSV: 11146252 SKL 0 0 4 1 9 8 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 CƠ ĐIỆN TỬ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Đề tài: THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO THIẾT BỊ ĐIỀU KHIỂN CHO MÁY THỬ LỰC KÉO VẬT LIỆU NHỰA Ở NHIỆT ĐỘ CAO Giảng viên hƣớng dẫn: ThS.
TRẦN MAI VĂN Sinh viên thực hiện: TẠ NGỌC NINH 11146252 Lớp: 111463B 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 Bộ mônCơ điện tử NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Giảng viên hƣớng dẫn: ThS. TRẦN MAI VĂN Sinh viên thực hiện: TẠ NGỌC NINH MSSV: 11146252 1.
Tên đề tài: THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO THIẾT BỊ ĐIỀU KHIỂN CHO MÁY THỬ LỰC KÉO VẬT LIỆU NHỰA Ở NHIỆT ĐỘ CAO 2. Các số liệu, tài liệu ban đầu: - DC Motor Tre Series TS1980 E6 –24VDC – 3550rpm. Công suất 200w - Encoder 250C/T, + 5VDC, - Loadcell VLC-110 “S type” – đo đƣợc tối đa 100kg. - Tốc độ trục vít me: 5 – 50mm/phút, - Kích thƣớc: 510x285x900 mm.
- Sai số cho phép: 3% 3. Nội dung chính của đồ án: - Phần cơ khí: Lắp thêm điện trở nhiệt, bóng Halogen và nhận biết bằng cảm biến nhiệt. Thiết kế và thi công vỏ thiết bị điều khiển lắp trực tiếp trên máy. - Phần điện tử: xây dựng bộ điều khiển với bo mạch STM32F103C8T6-DEV, mạch khuếch đại điện áp HDL-Vamp và mạch H Bridge MC33883.
- Xây dựng giao diện tƣơng tác ngƣời dùng trên nền C#, Xây dựng giải thuật cho cách nhận biết của Loadcell trong môi trƣờng có nhiệt độ thay đổi với các đặc tính ứng suất biến thiên khá rộng của vật liệu nhựa. Các sản phẩm dự kiến Thiết bị thử kéo là sản phẩm nhựa, cụ thể là dây quai trong nón bảo hộ. Ngày nộp đồ án: 15/01/2016 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) SVTH: TẠ NGỌC NINH i do an LỜI CAM KẾT - Tên đề tài: THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO THIẾT BỊ ĐIỀU KHIỂN CHO MÁY THỬ LỰC KÉO VẬT LIỆU NHỰA Ở NHIẾT ĐỘ CAO - GVHD: ThS. TRẦN MAI VĂN - Họ tên sinh viên: TẠ NGỌC NINH MSSV:11146252 Lớp: 111463B Địa chỉ sinh viên: Tổ 4, Ấp Cầu Mới, Xã Sông Xoài, Tân Thành Bà Rịa Vũng Tàu Số điện thoại liên lạc: 0163 881 3909 Email: ngocninh93vt@gmail.com - Ngày nộp khoá luận tốt nghiệp (ĐATN): 15/01/2016.
- 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 ….
năm 2016 Ký tên SVTH: TẠ NGỌC NINH ii do an LỜI CẢM ƠN Trƣớc tiên, em xin gửi lời cám ơn chân thành đến thầy cô và ban giám hiệu Trƣờng Đại học Sƣ Phạm Kỹ Thuật TP. Hồ Chí Minh đã tạo cho em có một môi trƣờng học tập và rèn luyện vô cùng bổ ích. Bƣớc vào một môi trƣờng hoàn toàn mới sau ba năm học phổ thông em còn rất bỡ ngỡ nhƣng đƣợc sự dìu dắt và chỉ dạy của thầy cô em đã không ngừng nỗ lực và phấn đấu trong suốt bốn năm học tại trƣờng và đạt đƣợc kết quả nhƣ ngày hôm nay. Quá trình hoàn thành đồ án đã giúp em học tập thêm rất nhiều kiến thức về chuyên môn, ôn lại những nội dung đã học cũng nhƣ bổ sung và vận dụng các kiến thức đã học trong quá trình hoàn thiện đồ án tốt nghiệp .Bên cạnh đó em cũng đƣợc rèn luyện thêm nhiều về kỹ năng tƣ duy, đánh giá vấn đề, quản lý, phân bổ thời gian làm việc… Để hoàn thành đƣợc đồ án tốt nghiệp này, em xin trân trọng gửi lời cảm ơn đến: ThS.
Trần Mai Văn đã hƣớng dẫn, hỗ trợ nhiệt tình cho em hoàn thành tốt đồ án. Bên cạnh việc đồng hành trong các bƣớc, giai đoạn thực hiện đồ án, Thầy cũng đã rèn luyện cho em 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 hiện tại và về sau. Em xin chân thành cảm ơn đến tất cả quý thầy cô Khoa Cơ khí Chế tạo máy, Bộ môn Cơ điện tử và quý thầy cô các khoa thuộc trƣờng Ðại học Sƣ phạm Kỹ thuật TP.HCM đã trang bị cho 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 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 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. Em kính mong nhận đƣợc sự thông cảm và chỉ bảo tận tình của quý Thầy Cô. Sinh viên thực hiện Tạ Ngọc Ninh SVTH: TẠ NGỌC NINH iii do an TÓM TẮT ĐỒ ÁN THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO THIẾT BỊ ĐIỀU KHIỂN CHO MÁY THỬ LỰC KÉO VẬT LIỆU NHỰA Ở NHIẾT ĐỘ CAO 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.
Thiết bị thử kéo dùng để thử các mẫu sản phẩm nhựa nhằm kiểm tra độ giãn dài của bản thân chi tiết, sản phẩm. 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, 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 kéo trong môi trƣờng nhiệt độ cao hoặc nhiệt độ thƣờng. Thiết bị này sẽ hỗ trợ cho doanh nghiệp tiết kiệm chi phí và rút ngắn thời gian thử nghiệm sản phẩm mẫu. Sinh viên thực hiện Tạ Ngọc Ninh SVTH: TẠ NGỌC NINH iv do an ABSTRACT DESIGN AND DEVELOP FOR THE PULLING TESTING EQUIPMENT FOR PLASTIC PRODUCTS IN HIGH TEMPERATURE Nowadays, in the stage of industrialization and modernization, the application of automatic in manufacturing are become more important and popular in the world.
Testing equipment take care of the product’s quality for manufacturers. The pulling-testing equipment is a solution for testing the stretchable of plastic products. This testing equipment ensuare the proper technical requirements as standars set by the manufacturers. However, the equipment must be imported by foreign countries, it’s not available in Viet Nam and very expensive.
So the manufacturers must send their products to testing outside the factory. It is made the production expense and waste time. Dealing with this problem, I decided on this project to reseach and performance. My aim this project are design and develop a testing equipment which modules pulling in high temperrature.
This equipment will assist manufacturers significantly reducing the production expense and testing time before release. SVTH: TẠ NGỌC NINH v do an MỤC LỤC Trang NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN. i LỜI CAM KẾT. vi MỤC LỤC.
vi DANH MỤC BẢNG BIỂU. x DANH MỤC SƠ ĐỒ, HÌNH VẼ. xi DANH MỤC TƢ̀ VIẾT TẮT. xiii 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.
2 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 sản phẩm nhựa .3 Lợi ích về thiết bị thử kéo – uốn sản phẩm 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 Tình hình sử dụng thiết bị thử kéo và uốn trên Việt Nam .1 Thiết bị thử kéo. 8 CHƢƠNG 3: CƠ SỞ LÝ THUYẾT .1 Tổng quan về vật liệu .1 Vật liệu nhựa[18] .2 Cơ sở lý thuyết của quá trình biến dạng[20] .1 Khái quát về quá trình biến dạng .2 Ví dụ minh chứng quá trình biến dạng .3 Các đặc trƣng cơ học của vật liệu .1 Các đặc trƣng cơ tính của vật liệu .2 Phƣơng pháp kiểm tra đặc trƣng cơ học của vật liệu .1 Thí nghiệm kéo. 15 SVTH: TẠ NGỌC NINH vi do an 3.2 Kích thƣớc của mẫu thử chuẩn .4 Khái niệm độ giãn dài .2 Nhận xét về độ giãn dài vật liệu .5 lý thuyết tuning PI vận tốc và chi tiết sơ đồ khối hàm truyền bộ PI .6 Khái quát về những phần mềm hỗ trợ .1 Sơ lƣợc về phần mềm SolidWorks 2014[14] .2 Sơ lƣợc về phần mềm Visual Studio 2013 .3 Sơ lƣợc về phần mềm KeilC. 21 CHƢƠNG 4: THIẾT KẾ, PHÁC THẢO Ý TƢỞNG VÀ THỰC HIỆN.1 Quy trình thiết kế và phác thảo ý tƣởng .2 Lên phƣơng án chế tạo – Nghiên cứu thiết bị đã có .1 Tính năng kỹ thuật của thiết bị cũ .2 Phân tích các phƣơng án dùng để tham khảo .3 Phƣơng án hoàn thiện cải tiến .1 Kiểu thiết bị .2 Phƣơng án kẹp .3 bộ phận cách nhiệt .4 tủ gia nhiệt .5 bộ điều khiển nhiệt .6 đánh giá khả thi của phƣơng án .4 Lựa chọn vật liệu và phƣơng pháp gia công cho những chi tiết không có sẵn .1 Lựa chọn vật liệu .2 Lựa chọn phƣơng pháp gia công cho các chi tiết không có sẵn.
29 CHƢƠNG 5: TÍNH TOÁN – THIẾT KẾ – LẮP RÁP .1 Sơ đồ tổng thể của hệ thống .2 Lắp ráp phần hàm kẹp cơ khí .3 Tủ gia nhiệt .4 Tính toán công suất truyền động .