BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH CƠNG TRÌNH NGHIÊN CỨU KHOA HỌC CỦA SINH VIÊN CHẾ TẠO KHUNG MÁY THỬ MỎI CHO NHỰA/ COMPOSITE VỚI DẠNG TẢI "KÉO - CHUYỂN VỊ" S K C 0 9 MÃ SỐ: SV2020-69 S KC 0 Tp Hồ Chí Minh, tháng 10/2020 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐH SƯ PHẠM KỸ THUẬT TPHCM BÁO CÁO TỔNG KẾT ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC CỦA SINH VIÊN CHẾ TẠO KHUNG MÁY THỬ MỎI CHO NHỰA/ COMPOSITE VỚI DẠNG TẢI " KÉO - CHUYỂN VỊ " SV2020 - 69 Chủ nhiệm đề tài: MSSV: NGUYỄN QUANG KHANG 16144071 TP Hồ Chí Minh, 10/2020 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐH SƯ PHẠM KỸ THUẬT TPHCM BÁO CÁO TỔNG KẾT ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC CỦA SINH VIÊN CHẾ TẠO KHUNG MÁY THỬ MỎI CHO NHỰA/ COMPOSITE VỚI DẠNG TẢI " KÉO - CHUYỂN VỊ " SV2020 – 69 Thuộc nhóm ngành khoa học: Kỹ thuật SV thực hiện: Nguyễn Quang Khang Nam, Nữ: Nam Dân tộc: Kinh Lớp, khoa: 16144CL5, ĐT CLC Năm thứ: /Số năm đào tạo: Ngành học: Cơng nghệ kỹ thuật khí Người hướng dẫn: ThS Đồn Tất Linh TP Hồ Chí Minh, 10/2020 MỤC LỤC MỤC LỤC…………………………………………………………………………… i DANH MỤC HÌNH ẢNH iii DANH MỤC CÁC BẢNG vi DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT .vi THÔNG TIN KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU CỦA ĐỀ TÀI vii MỞ ĐẦU 1.1 Đặt vấn đề …………………………………………………………………… 1.2 Tính cấp thiết đề tài 1.3 Mục tiêu đề tài nghiên cứu 1.4 Phương pháp nghiên cứu 1.5 Đối tượng phạm vi nghiên cứu CHƯƠNG 1: CƠ SỞ LÝ THUYẾT 1.1 Khái niệm tượng mỏi .3 1.2 Quá trình phá hủy mỏi CHƯƠNG 2: THIẾT KẾ KHUNG MÁY THỬ ĐỘ BỀN MỎI TRÊN VẬT LIỆU NHỰA 2.1 Phân tích thiết kế 2.2 Đánh giá thiết kế CHƯƠNG 3: QUY TRÌNH CHẾ TẠO 14 3.1 Khung máy 14 3.2 Tấm cữ 17 3.4 Cữ 21 3.5 Tấm trượt Loadcell 23 3.6 Thanh chữ U 27 3.7 Tấm trượt 28 3.8 Dẫn hướng 31 3.9 Trục dẫn .35 3.10 Giá chữ U 37 i 3.11 Tay biên 38 3.12 Gối đỡ trục lệch tâm 39 3.13 Mặt bích 41 3.14 Tấm đỡ Loadcell 42 3.15 Gối đỡ .46 3.16 Trục lệch tâm 48 3.17 Căn mẫu 50 3.18 Xi lanh 51 3.19 Piston 53 3.20 Lò xo 56 3.21 Bát Piston 58 3.22 Tấm đế Xi lanh 60 3.23 Tính chọn trục đỡ loadcell kiểm nghiệm bền mối hàn 61 CHƯƠNG 4: QUY TRÌNH LẮP GHÉP 64 4.1 Lắp Cữ lên khung máy 64 4.2 Lắp cụm Bên phải mẫu 65 4.3 Lắp cụm Bên trái mẫu 71 KẾT LUẬN, KIẾN NGHỊ 77 Kết luận 77 Kiến nghị 77 TÀI LIỆU THAM KHẢO 78 ii DANH MỤC HÌNH ẢNH Hình Sơ đồ máy Hình 2 Phương án kéo mẫu Hình Mơ hình 3D máy 10 Hình Bản vẽ tổng thể máy 10 Hình Kích thước mẫu kéo ISO 527-2:1993 11 Hình Bản vẽ Khung máy 14 Hình Khung sau chế tạo 16 Hình 3 Khung sau sơn 17 Hình Bản vẽ Tấm cữ 17 Hình Tấm cữ sau chế tạo .19 Hình Bản vẽ Tấm trượt sau 19 Hình Tấm trượt sau thành phẩm 21 Hình Bản vẽ Cữ 21 Hình Cữ sau chế tạo 22 Hình 10 Bản vẽ Tấm trượt loadcell 23 Hình 11 Tấm trượt loadcell sau chế tạo 24 Hình 12 Bản vẽ Thanh chữ U 27 Hình 13 Thanh chữ U sau chế tạo 28 Hình 14 Bản vẽ Tấm trượt 28 Hình 15 Tấm trượt sau gia công 31 Hình 16 Bản vẽ Dẫn hướng 31 Hình 17 Dẫn hướng sau chi chế tạo .34 Hình 18 Bản vẽ Trục dẫn 35 Hình 19 Trục dẫn hướng sau chi chế tạo 36 Hình 20 Bản vẽ giá chữ U 37 Hình 21 Giá chữ U sau chế tạo 37 Hình 22 Bản vẽ Tay biên 38 Hình 23 Tay biên sau gia cơng 39 Hình 24 Bản vẽ Gối đỡ trục lệch tâm 39 Hình 25 Gối đỡ trục lệch tâm sau chi chế tạo 41 iii Hình 26 Bản vẽ Mặt bích 41 Hình 27 Tấm đỡ Loadcell lắp máy 46 Hình 28 Bản vẽ Gối đỡ 46 Hình 29 Gối đỡ sau chế tạo 47 Hình 30 Bản vẽ trục lệch tâm 48 Hình 31 Trục lệch tâm sau chế tạo 49 Hình 32 Bản vẽ Căn mẫu 50 Hình 33 Căn mẫu sau chế tạo 51 Hình 34 Bản vẽ Xi lanh 51 Hình 35 Xi lanh sau chế tạo .53 Hình 36 Bản vẽ Piston 53 Hình 37 Piston sau chế tạo .55 Hình 38 Bản vẽ Lò xo 56 Hình 39 Lò xo sau chế tạo 58 Hình 40 Bản vẽ Bát piston 58 Hình 41 Bát piston sau chế tạo .59 Hình 42 Bản vẽ Tấm đế Xilanh 60 Hình 43 Tấm đế Xilanh 61 Hình 44 Trục đỡ Loadcell 61 Hình 45 Mối hàn Tấm gắn trục lò xo 62 Hình Mơ hình 3D Cữ lắp khung máy 65 Hình Mơ hình 3D cụm bên phải 65 Hình Cụm bên phải sau gia công 66 Hình 4 Thiết kế 3D cụm trượt 66 Hình Bản vẽ phân rã cụm trượt 67 Hình Vị trí lắp Tấm cữ Tấm trượt sau 67 Hình Bản vẽ phân rã cụm lò xo 68 Hình Cụm Lị xo 68 Hình Vị trí lắp đặt Piston với Tấm cữ 69 Hình 10 Vị trí lắp đặt Xilanh với Tấm trượt sau 69 Hình 11 Cụm trượt sau lắp vào khung 70 Hình 12 Vị trí cụm dẫn hướng dẫn động 70 iv Hình 13 Bản vẽ phân rã Cụm dẫn động 71 Hình 14 Mơ hình 3D Cụm bên trái 72 Hình 15 Cụm bên trái sau lắp đặt 72 Hình 16 Vị trí lắp trượt 73 Hình 17 Vị trí lắp Tấm trượt Loadcell Trục ren M30 73 Hình 18 Bản vẽ phân rã Cụm đỡ Loadcell Ngàm 74 Hình 19 Vị trí đặt Loadcell 74 Hình 20 Vị trí lắp Gối đỡ Ti trượt 75 Hình 21 Vị trí lắp Cụm đỡ ngàm 75 Hình 22 Cụm sau lắp vào Tấm trượt Loadcell 76 v DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng Các thành phần khung: .15 Bảng Các thành phần chi tiết cữ: 18 Bảng 3 Các thành phần chi tiết trượt sau: .20 Bảng Các thành phần chi tiết trượt loadcell: 24 Bảng Các tiến trình gia cơng Tấm trượt 29 Bảng Các thành phần chi tiết Dẫn hướng: 32 Bảng Các tiến trình gia cơng Dẫn hướng: 33 Bảng Các thành phần chi tiết Trục dẫn: 36 Bảng Các thành phần chi tiết gối đỡ trục lệch tâm: 40 Bảng 10 Các tiến trình gia cơng Tấm đỡ Loadcell: 43 Bảng 11 Các thành phần chi tiết Xi lanh: 52 Bảng 12 Các thành phần chi tiết Piston: 54 Bảng 13 Các thành phần chi tiết Bát piston: 59 DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT TCVN: Tiêu chuẩn Việt Nam CNCTM2: Công nghệ chế tạo máy Tập PA: Polyamide ISO: International Organization for Standardization CNC: Computer Numerical Control vi BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐH SƯ PHẠM KỸ THUẬT TPHCM THÔNG TIN KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU CỦA ĐỀ TÀI Thông tin chung: - Tên đề tài: Chế tạo khung máy thử mỏi cho nhựa/ composite với dạng tải " kéo - chuyển vị " - Chủ nhiệm đề tài: Nguyễn Quang Khang - Lớp: 16144CL5 Mã số SV:16144071 Khoa: Khoa đào tạo chất lượng cao - Thành viên đề tài: Stt Họ tên MSSV Lớp Khoa Nguyễn Đắc Hòa 16144050 16144CL5 ĐT CLC Trần Quốc Huy 16144061 16144CL5 ĐT CLC - Người hướng dẫn: ThS Đoàn Tất Linh Mục tiêu đề tài: Mục tiêu đề tài nghiên cứu đề xuất kết cấu, thiết kế chi tiết chế tạo thử nghiệm khung máy thử mỏi vật liệu nhựa, kiểm tra hiệu suất máy đưa kết luận thiết kế đánh giá tính khả thi máy sản xuất thực tế Tính sáng tạo: Khung máy phù hợp với tiêu chuẩn mẫu ISO 527-2:1993 Kết nghiên cứu: Kết đạt qua trình chạy thử nghiệm cho thấy khung máy hoạt động ổn định, thỏa yêu cầu độ bền, tính đa năng, độ xác cao vii Hình Mơ hình 3D Cữ lắp khung máy 4.2 Lắp cụm Bên phải mẫu Gồm cụm chính: Cụm trượt Cụm dẫn hướng, dẫn động Hình Mơ hình 3D cụm bên phải 65 Hình Cụm bên phải sau gia công 4.2.1 Cụm trượt Cụm bao gồm thành phần chính: Tấm cữ, lị xo, tấm trượt sau, cụm rail, trượt chữ U đặt trung tâm khung máy, liên kết với khung máy nhờ bulong-đai ốc Hình 4 Thiết kế 3D cụm trượt 66 Hình Bản vẽ phân rã cụm trượt - Để lắp đặt cụm trượt ta thực bước sau: + Lắp cụm rail trượt vào thanh chữ U lục giác M6 + Lần lượt lắp tấm cữ tấm trượt sau vào trượt tưng ứng lục giác M5 Hình 4.6 Hình Vị trí lắp Tấm cữ Tấm trượt sau + Lắp đặt Cụm lò xo, cụm gồm có: piston, xilanh, bạt, lị xo trước, lo xo sau Thể Hình 4.7 67 Hình Bản vẽ phân rã cụm lị xo Hình Cụm Lò xo + Lắp Cụm lò xo vào Tấm cữ Tấm trượt sau theo thứ tự: + Bạt piston gắn với Tấm cữ lục giác M6, liên kết với piston bắng chốt Hình 4.9 68 Hình Vị trí lắp đặt Piston với Tấm cữ + Bạt xilanh gắn với xilanh lục giác M4 sau liên kết với Tấm trượt sau lục giác M6 Hình 4.10 Hình 10 Vị trí lắp đặt Xilanh với Tấm trượt sau + Cuối lắp Cụm trượt lên khung 69 Hình 11 Cụm trượt sau lắp vào khung 4.2.2 Cụm dẫn hướng dẫn động Các thành phần cụm gồm; trục dẫn hướng, dẫn hướng, tay biên, động Có chức truyền chuyển động qua động thành chuyển động tịnh tiến giúp cho Cụm trượt hoạt động Hình 4.12 Hình 12 Vị trí cụm dẫn hướng dẫn động 70 Hình 13 Bản vẽ phân rã Cụm dẫn động - Để lắp đặt cụm ta thực bước sau: + Lắp cụm dẫn hướng trục dẫn vào khung + Liên kết Trục dẫn với Tấm trượt sau Giá đỡ chữ U thông qua Chốt + Cuối lắp Tay biên vào Trục lệch tâm sau liên kết Tay biên với Trục dẫn thông qua chốt 4.3 Lắp cụm Bên trái mẫu Cụm bao gồm thành phần chính: Tấm trượt Loadcell Cụm đỡ Loadcell, Ngàm 71 Hình 14 Mơ hình 3D Cụm bên trái Hình 15 Cụm bên trái sau lắp đặt - Để lắp đặt cụm ta thực bước sau: 72 + Lắp Thanh trượt vào khung Hình 4.16 Hình 16 Vị trí lắp trượt + Tiếp theo đặt Tấm trượt Loadcell Trục ren M30 lên Thanh trượt Sau cố định tạm thời Lục giác M14 Hình 4.16 Hình 17 Vị trí lắp Tấm trượt Loadcell Trục ren M30 + Cuối lắp Cụm đỡ Loadcell, Ngàm Hình 4.17 73 Hình 18 Bản vẽ phân rã Cụm đỡ Loadcell Ngàm + Lắp Loadcell vào rãnh Tấm đỡ Loadcell gắn chặt Lục giác M12 Hình 4.19 Hình 19 Vị trí đặt Loadcell 74 + Sau lắp Gối đỡ lên Tấm đỡ Loadcell bắng Lục giác M4, lắp Ti trượt vào Gối đỡ Hình 4.20 Hình 20 Vị trí lắp Gối đỡ Ti trượt + Lần lượt lắp Ổ bi trượt vào Tấm đỡ ngàm Lục giác M4, sau lắp cụm vào Loadcell sau lắp Ngàm vào Hình 4.21 Hình 21 Vị trí lắp Cụm đỡ ngàm + Cuối lắp cụm vào Tấm trượt Loadcell Hình 4.22 75 Hình 22 Cụm sau lắp vào Tấm trượt Loadcell 76 KẾT LUẬN, KIẾN NGHỊ Kết luận Đề tài nghiên cứu khoa học: “Chế tạo khung máy thử mỏi cho nhựa/ composite với dạng tải " kéo - chuyển vị " ’’ hoàn thành nhiệm vụ sau: - Nghiên cứu, tổng hợp cách thức thử mỏi - Nghiên cứu nguyên lý hoạt động máy - Tính tốn, thiết kế kết cấu máy - Tính tốn hệ dẫn động máy - Tiến hành thiết kế, chế tạo cụm chi tiết máy - Kết đạt qua trình chạy thử nghiệm cho thấy thiết bị hoạt động ổn định, thỏa yêu cầu đặt Kiến nghị Do thời gian thực đề tài có hạn vừa tham gia học tập thực đề tài nghiên cứu khoa học, với điều kiện tài hạn chế máy có số sai sót Kính mong mơn, khoa tiếp tục tạo điều kiện để tơi tham gia tiếp tục nghiên cứu thời gian tới - Tăng cơng śt moment động để mở rộng vùng vật liệu thử mẫu - Hoàn chỉnh phương pháp gia cơng để đạt độ xác nhất tiến hành chạy máy - Tối ưu vật liệu thiết kế để giảm giá thành kích thước máy 77 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 9853:2013 (ISO 20753:2008) Chất dẻo - Mẫu thử https://vanbanphapluat.co/tcvn-9853-2013-chat-deo-mauthu?fbclid=IwAR2coZwU7c2vdKYp1rwE4kLO8E9acw-MPbpZmyRq7Zc9DTCMB68Hd9phiI [2] Trịnh Chất, Lê Văn Uyển, “Tính tốn thết kế hệ dẫn động khí tập 1”, Nhà xuất giáo dục Việt Nam, Tp HCM, Việt Nam [3] Tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 2026:1977 Lò xo xoắn trụ nén kéo loại II cấp thép mặt cắt trịn - Thơng số https://vanbanphapluat.co/tcvn-2026-1977-lo-xo-xoan-tru-nen-va-keo-loai-ii-cap-3bang-thep-mat-cat-tron [4] [Trang 8, Chương - Sức bền vật liệu –ThS Lê Thanh Phong] [5] [Trang 14, Chương - Sức bền vật liệu - ThS Lê Thanh Phong] [6] [Giáo trình tính tốn kết cấu hàn] https://thuvientvc.files.wordpress.com/2015/08/tinhtoanketcauhan.pdf [4] LANXESS Energizing Chemistry https://techcenter.lanxess.com/scp/americas/en/products/datasheet/LANXESS_Dureth an_B30S_000000_ISO_EN.pdf?docId=31442939 [5] LANXESS Energizing Chemistry https://techcenter.lanxess.com/scp/americas/en/products/datasheet/Durethan_BKV30_ 000000_ISO_internet.pdf?docId=31440179chuẩn ViệtTCVN2026:1977 [6] Standard Test Method for Flexural Fatigue Properties of Plastics 78 S K L 0 ... DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐH SƯ PHẠM KỸ THUẬT TPHCM BÁO CÁO TỔNG KẾT ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC CỦA SINH VIÊN CHẾ TẠO KHUNG MÁY THỬ MỎI CHO NHỰA/ COMPOSITE VỚI DẠNG TẢI " KÉO - CHUYỂN VỊ " SV2020... DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐH SƯ PHẠM KỸ THUẬT TPHCM BÁO CÁO TỔNG KẾT ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC CỦA SINH VIÊN CHẾ TẠO KHUNG MÁY THỬ MỎI CHO NHỰA/ COMPOSITE VỚI DẠNG TẢI " KÉO - CHUYỂN VỊ " SV2020... Tên đề tài: Chế tạo khung máy thử mỏi cho nhựa/ composite với dạng tải " kéo - chuyển vị " - Chủ nhiệm đề tài: Nguyễn Quang Khang - Lớp: 16144CL5 Mã số SV:16144071 Khoa: Khoa đào tạo chất lượng