BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH CÔNG TRÌNH NGHIÊN CỨU KHOA HỌC CỦA SINH VIÊN THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO MÁY TRỘN BỘT KIM LOẠI S K C 0 0 3 9 5 9 Mà SỐ: SV2020-96 S KC 0 0 7 4 0 2 Tp. Hồ Chí Minh, tháng 07/2020 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐH SƯ PH¾M KỸ THUẬT TPHCM BÁO CÁO TàNG KẾT ĐÞ TÀI NGHIÊN CĀU KHOA HỌC CþA SINH VIÊN THIẾT KẾ VÀ CHẾ T¾O MÁY TRỘN BỘT KIM LO¾I SV2020 – 96 Chÿ nhiệm đß tài: Ph¿m Tấn Thành TP Hß Chí Minh, 07/2020 BÞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO T¾O TRƯỜNG ĐH SƯ PHẠM KỸ THUẬT TPHCM BÁO CÁO TàNG KẾT ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC CỦA SINH VIÊN THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO MÁY TRỘN BỘT KIM LOẠI SV2020 – 96 Thußc nhóm ngành khoa học: Kỹ thuật SV thực hiện: Ph¿m Tấn Thành Nam, Nữ: Nam Dân tßc: Kinh Lớp, khoa: 16144CL2, Khoa CLC Năm thứ: 4 /Số năm đào t¿o: 4 Ngành học: Công nghệ kỹ thuật cơ khí Người hướng dẫn: ThS Phan Thế Nhân TP Hß Chí Minh, 7/2 MĀC LĀC DANH MĀC HÌNH. vv DANH MĀC BÀNG .iv DANH MĀC TĀ VIÀT TÀT. vii CH¯¡NG 1: TâNG QUAN .1 Giới thißu tình hình nghiên cÿu hißn nay.2 Phân lo¿i máy trán theo thùng chÿa chuyển đáng và thùng chÿa tĩnh:.1 Máy trán có thùng chÿa tĩnh:.
Máy trán có thùng đáng: .3 Tính cấp thiÁt của đề tài.6 Công nghß sÿ dāng máy trán. 25 CH¯¡NG 2: C¡ Sà LÝ THUYÀT .1 Nguyên lý Paul Schatz [7]. Hình khßi và nghách đÁo. ĐÁo ng°ÿc và Oloid.5 Bề mặt không kiểm soát của Oloid với các khßi hình khác.2 TiÁn hành chÁ t¿o máy trán kim lo¿i bát.2 C¢ sá lý thuyÁt máy trán kim lo¿i bát.3 Cấu t¿o máy trán kim lo¿i bát.
33 CH¯¡NG 3: THIÀT KÀ C¡ KHÍ .1 Nguyên lý ho¿t đáng máy trán kim lo¿i bát.1 S¢ đá nguyên lý ho¿t đáng máy trán kim lo¿i bát.2 Nguyên lý ho¿t đáng máy trán kim lo¿i bát.2 Tính toán khung trán và trāc làm vißc.1 Thể tích khung trán.2 Tính khoÁng cách trāc.3 ThiÁt kÁ khung máy dāa theo kích th°ớc khung trán.4 ThiÁt kÁ bÁn lÁp m¿ch điều khiển và nút nhấn.6 ThiÁt kÁ trāc làm vißc.7 BÁng v¿ lÁp hoàn chßnh.3 Tính các thông sß đai và đáng c¢ [11].1 Lāa chãn đáng c¢ và phân phßi tß sß truyền.2 Chãn bá truyền đai. Tính đ°ßng kính bánh đai lớn D2 .4 Tính trāc và chãn ã lăn. Chãn kiểu lÁp puly. 57 CH¯¡NG 4: S¡ Đà NGUYÊN LÝ M¾CH ĐIÞN VÀ LĀA CHâN THIÀT Bà 58 4.1 Yêu cầu hß thßng.2 Lāa chãn linh kißn, thiÁt bá.1 Khßi vi điều khiển.5 Module điều khiển tßc đá đáng c¢ DC.6 Khßi hiển thá.3 S¢ đá nguyên lý ho¿t đáng của m¿ch đißn.
66 CH¯¡NG 5: LÀP RÁP VÀ THþ NGHIÞM .1 Các b°ớc tiÁn hành lÁp ráp.1 Nguyên lißu đ°ÿc chãn cho thÿ nghißm.2 Thÿ nghißm trán các lo¿i bát khác nhau.3 Cách sÿ dāng và bÁo quÁn máy.2 Các bißn pháp bÁo quÁn máy. 86 CH¯¡NG 6: KÀT LU¾N VÀ KIÀN NGHà. 92 TÀI LIÞU THAM KHÀO. 934 iii DANH MĀC BÀNG BÁng 2.1: Bề mặt không kiểm soát so với các khối hình.2: Tỉ lệ bề mặt không kiểm soát.1: Bảng thống kê số liệu.1: Khối lưÿng nguyên liệu trán lần 1.2: Khối lưÿng nguyên liệu trán lần 2.3: Khối lưÿng nguyên liệu trán lần 3.
81 iv DANH MĀC HÌNH Hình 1.1: Quy trình chế t¿o vật liệu bát .2: Máy trán nhựa nằm ngang .4: Máy trán lập phương .6: Máy trán Oloid do Bioengineering AG sản xuất .1: Phần bằng nhau của mát khối lập phương.2: Hình dung về sự hình thành hình d¿ng của OLOID trong quá trình đảo ngưÿc .3: Mô tả toán học của OLOID.4: Trực quan hóa chuyển đáng đảo ngưÿc trong không gian.6: Máy trán bát 3 phương .1: Sơ đß nguyên lý ho¿t đáng của máy .3: Bản vẽ háp chứa bát kim lo¿i .4: Mô tả cơ sá tính toán chiều cao khung chứa háp bát .6: Mô tả toán học của Oloid.7: Mô tả 3D của d¿ng hình học Oloid.8: Bảng vẽ khung máy .9: Bảng lắp m¿ch điều khiển và nút nhấn.10: Bảng vẽ thiết kế càng chữ C.11: Bảng vẽ trāc làm việc .12: Bảng vẽ lắp máy trán bát kim lo¿i.13: Thông số dây đai .14: Đai đưÿc chọn .15: Sơ đß lực của trāc.16: Biểu đß mô men.18: Sơ đß phân bố lực.1: Sơ đß khối m¿ch điều khiển.5: Motor Tamagawa Seiki – DC 24V.6: Trāc truyền đáng motor.7: Module điều khiển tốc đá đáng cơ DC PWM 8A 720W .8: Màn hình Oled SSD1306.12: Sơ đß nguyên lý ho¿t đáng m¿ch điện.1: Bước đầu lắp khung.2: Khung thành hình háp.3: Cân chỉnh vuông góc t¿i các điểm nối.4: Lắp mica đỡ trāc.5: Quá trình lắp trāc vào gối đỡ.6: Cân chỉnh khoảng cách trāc.7: Lắp Motor và m¿ch điện.8: Lắp khung trán .9: Máy trán hoàn chỉnh.10: Chà nhám trāc làm việc.11: Kết quả sau khi chà nhám l¿i.13: Khung trán bằng mica.14: Khung trán bằng Inox.18: Sáp Parafin còn nguyên khối.19: Sáp Parafin khi đưÿc cắt nhỏ.22: Hßn hÿp trán 5 phút.23: Hßn hÿp trán 4 phút.24: Hßn hÿp trán 3 phút.27: Bảng điều khiển.34: Háp đựng kim lo¿i. 90 vi DANH MĀC TĆ VIÀT TÂT CIP: Cleaning in place PET: Polyethylene terephthalate OLED: Organic light-emitting diode LCD: Liquid-crystal-display vii Bà GIÁO DĀC VÀ ĐÀO T¾O TR¯àNG ĐH S¯ PH¾M KỸ THUÀT TPHCM THÔNG TIN KÀT QUÀ NGHIÊN CĄU CĂA Đ TÀI 1. Thông tin chung: - Tên đề tài: Thiết kế và chế t¿o máy trán bát kim lo¿i - Chủ nhiệm đề tài: Ph¿m Tấn Thành Mã số SV: 16144160 - Lớp: 16144CL2 Khoa: Đào t¿o chất lưÿng cao - Thành viên đề tài: Stt Hã và tên MSSV Lßp Khoa 1 Lê Đức Huy 16144447 16144CL2 CLC 2 Nguyễn Đức Khương 16144081 16144CL2 CLC - Ngưßi hướng dẫn: ThS Phan Thế Nhân 2. Māc tiêu đà tài: - Thiết kế và chế t¿o thành công máy trán bát kim lo¿i.
Tính mßi và sáng t¿o: - Điểm khác biệt của phương pháp luyện kim bát so với phương pháp nấu đúc truyền thống là không có quá trình nấu chảy kim lo¿i hoặc hÿp kim. - Sáng t¿o là dựa theo lý thuyết của kỹ sư và nhà phát minh Paul Schatz là quỹ đ¿o hình Oloid để thiết kế cơ cấu trán cơ khí. KÁt quÁ nghiên cąu: - Thông qua quá trình thiết kế chế t¿o và thử nghiệm đã làm thành công máy trán bát kim lo¿i. Đóng góp và mặt giáo dāc và đào t¿o, kinh tÁ - xã hßi, an ninh, qußc phòng và khÁ năng áp dāng căa đà tài: - Ngày nay công nghệ luyện kim bát đưÿc ứng dāng ngày càng ráng rãi để chế t¿o các chi tiết máy phức t¿p, những chi tiết ghép từ các vật liệu khác biệt ( kim lo¿i-chất dẻo; kim lo¿i thủy tinh, vv.
) , những chi tiết có đá cứng cao và nhiệt đá làm việc siêu cao trong ngành công nghiệp h¿t nhân, vũ trā. Hiện ngưßi ta cũng đã ứng dāng rất nhiều những sản phẩm của phương pháp kim lo¿i bát trong công nghiệp và đßi sống. Tuy nhiên trong quá trình làm ra chi tiết máy, kim lo¿i bát phải đưÿc trán đều thì chi tiết máy mới đ¿t yêu cầu. Nên việc nghiên cứu và chế t¿o máy trán bát kim lo¿i góp phần quan trọng trong nền công nghiệp luyện kim bát.
Công bß khoa hãc căa SV tć kÁt quÁ nghiên cąu căa đà tài (ghi rõ tên tạp chí nếu có) hoặc nhận xét, đánh giá của cơ sá đã áp dāng các kết quả nghiên cứu (nếu có): Ngày tháng năm SV cháu trách nhißm chính thāc hißn đà tài (kí, họ và tên) NhÁn xét căa ng°ái h°ßng d¿n và nhÿng đóng góp khoa hãc căa SV thāc hißn đà tài (phần này do người hướng dẫn ghi): Ngày tháng năm Ng°ái h°ßng d¿n (kí, họ và tên) ix CH¯ƠNG 1: TâNG QUAN 1.1 Giới thißu tình hình nghiên cÿu hißn nay. Sự phát triển của khoa học kỹ thuật đòi hỏi chế t¿o các chi tiết ngày càng chính xác, tinh xảo và có nhiều tính năng mà các phương pháp chế t¿o truyền thống không đáp ứng đưÿc hoặc là gặp rất nhiều khó khăn để chế t¿o. Sự phát triển công nghệ vật liệu bát là mát trong những công nghệ mới góp phần đáp ứng đưÿc các yêu cầu đặt ra. Bát kim lo¿i đưÿc sử dāng ngày càng nhiều trong các lĩnh vực sản xuất: sản xuất các chi tiết máy, các lo¿i dao cắt, nguyên liệu cho các ngành hóa chất, luyện kim.
Tùy theo tính chất từng kim lo¿i và māc đích sử dāng có thể lựa chọn mát số phương pháp t¿o bát kim lo¿i khác nhau: Phương pháp hoàn nguyên; Phương pháp phun; Phương pháp cơ học; Phương pháp bốc hơi và ngưng tā; Phương pháp điện phân. Kim lo¿i bát trên cơ sá các chất vô cơ đã có từ lâu và là cơ sá để sản xuất các lo¿i vật liệu vô cơ trong công nghiệp. Chúng ta chỉ xét về vật liệu kim lo¿i và hÿp kim bát. Khác với các vật liệu kim lo¿i và hÿp kim đưÿc chế t¿o theo phương pháp truyền thống là nấu chảy và đúc khuôn, vật liệu kim lo¿i bát đưÿc chế t¿o trên cơ sá các bát kim lo¿i theo quy trình như trình bày trong (Hình 1.1: Quy trình chế tạo vật liệu bột Phương pháp này còn đưÿc gọi là phương pháp luyện kim bát[1].
Điểm khác biệt của phương pháp luyện kim bát so với phương pháp nấu đúc truyền thống là không có quá trình nấu chảy kim lo¿i hoặc hÿp kim. Các lo¿i kim lo¿i và hÿp kim d¿ng bát sau khi đưÿc chế t¿o xong đưÿc đem phối hÿp với tỉ lệ thích hÿp và trán đều. Hßn hÿp sau đó đưÿc đem t¿o hình thành các chi tiết có hình d¿ng, kích thước 16 và khối lưÿng nhất định (thưßng là các hình d¿ng đơn giản). Các chi tiết t¿o hình sau đó đưÿc đem nung tới nhiệt đá thấp hơn nhiệt đá nóng chảy của cấu tử chính trong môi trưßng khí bảo vệ để tăng đá bền và sự liên kết của các phần tử bát.
Quá trình nung này đưÿc gọi là sự thiêu kết. Sau quá trình thiêu kết, các chi tiết đưÿc đem đi gia công cơ khí hoặc các phương pháp gia công khác để t¿o ra hình d¿ng và kích thước mong muốn. * Công nghệ vật liệu kim lo¿i bát có mát số ưu điểm sau: - Ít hao phí vật liệu do không mất mát lưÿng kim lo¿i cho hệ thống rót, đậu ngót, đậu hơi&như trong phương pháp nấu đúc truyền thống. - Có khả năng t¿o ra những lo¿i vật liệu có tính năng khác hẳn vật liệu cùng lo¿i bằng phương pháp đúc.
Điều khác biệt này là do đặc điểm cấu trúc của vật liệu bát. - Có khả năng t¿o ra các vật liệu mà các phương pháp nấu đúc truyền thống không thể t¿o ra đưÿc.