Nghiên cứu ứng dụng mô phỏng số để khảo sát động lực học và tối ưu kết cấu điều hướng trong hệ thống cấp phôi tự động theo nguyên lý rung động264
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (26.21 MB, 157 trang )
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI
Nguyễn Văn Mùi
NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG MÔ PHỎNG SỐ ĐỂ KHẢO SÁT
ĐỘNG LỰC H ỌC VÀ TỐI ƯU KẾT CẤU ĐIỀU HƯỚNG
TRONG HỆ THỐNG CẤP PHÔI TỰ ĐỘNG THEO
NGUYÊN LÝ RUNG ĐỘNG
LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT CƠ KHÍ
Hà Nội – 2019
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI
Nguyễn Văn Mùi
NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG MÔ PHỎNG SỐ ĐỂ KHẢO SÁT
ĐỘNG LỰC H ỌC VÀ TỐI ƯU KẾT CẤU ĐIỀU HƯỚNG
TRONG HỆ THỐNG CẤP PHÔI TỰ ĐỘNG THEO
NGUYÊN LÝ RUNG ĐỘNG
Ngành :
Kỹ thuật cơ khí
Mã số :
9520103
LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT CƠ KHÍ
NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC
1. PGS. TS. LÊ GIANG NAM
2.
TS. BÙI QUÍ LỰC
Hà Nội – 2019
LỜI CẢM ƠN
hoàn thi n Lu n án Ti
nh
nh s
cs
ng nghi p và b n bè.
Tơi xin bày t
Q L c, B
c
g ng c a b
c a r t nhi u Th y Cơ giáo, các nh
lịng bi
n PGS.TS. Lê Giang Nam và TS. B
i h c Bách khoa Hà N
ãt
ng d
nghiên c u và hoàn thành lu n án.
Xin chân thành c
y, Cô giáo
ng d y, ch
làm nghiên c u và hồn thành lu n án.
b o và t
B
mơn Máy và Ma sát h c
u ki
tô
này.
Xin c
c, các b n t i Vi n
Khoa h c Công ngh , Vi n Nghiên c
hoàn thành lu n án này.
hoa Hà
i
ng d ng Công ng
LỜI CAM ĐOAN
- Vi
Bách k
ng trình nào khác.
Hà N i, ngày
THAY M T T P TH
NG D N
PGS.TS. Lê Giang Nam
Nguy
ii
tháng
MỤC LỤC
L IC
.............................................................................................................. i
L
....................................................................................................... ii
M C L C ................................................................................................................. iii
DANH M C CÁC KÝ HI U VÀ CH
VI T T T ............................................. viii
DANH M C B NG BI U ....................................................................................... ix
DANH M C HÌNH
PH N M
1.
TH ......................................................................... xi
U ........................................................................................................ 1
Tính c p thi t c
2.
tài.................................................................................. 1
ng nghiên c u ..................................................................................... 3
3.
Ph m vi nghiên c u ........................................................................................ 4
4.
M
5.
N i dung nghiên c u ...................................................................................... 4
u .....................................................................................
6.
u ............................................................................
7.
c và th c ti n ........................................................................
8.
Nh
mm ic
tài ............................................................................ 5
NG QUAN V
C P PHÔI T
NG THEO NGUYÊN LÝ
NG ............................................................................................................ 7
1.1. Thi t b
c p phôi t
ng ....................
1.1.1. Thi t b
c p phôi d ng ph
ng xo n vít ...........................
1.1.2. Thi t b
c
ng ...........................................
1.2.
ng nghiên c u hi n nay trên th
1.3.
gi i .............................................. 10
c hi n ............................................................................... 10
1.4. Tình hình nghiên c
c .............................................
1.4.1.Tình hình nghiên c
c ngoài ........................................................... 11
1.4.1.1.
1.4.1.2.
nt
ng c
di chuy n c a phôi...
nh h
iii
ng phôi ...........
1.4.1.3.
ng c a các thông s
ng l c h c khác ............................. 17
1.4.1.4. Các nghiên c u khác ....................................................................... 20
1.4.2.Tình hình nghiên c
c ........................................................... 25
K t lu
................................................................................................ 28
LÝ THUY T VÀ TÍNH TỐN THI T K
PHƠI T
THI T B
C P
NG ......................................... 29
lý thuy t v
c p phơi t
2.1.1. Phân tích các l c tác d ng lên phôi ....................................................... 29
2.2.2. Các thơng s
n q q trình di chuy n c a phôi ............ 31
2.2.2.1.
ng c a thông s
k t c u (góc nghiêng rãnh xo
2.2.2.2.
ng c a các thơng s
[4] ... 31
ng l c h c ..................................... 32
ng và phân lo i phôi ....................................................................... 35
2.2.1. Phân lo i phôi ........................................................................................ 35
2.2.2. Phơi có các b
m t là m t trịn xoay trong và ngồi .............................. 36
2.2.3. Phơi có các b
m t là m t ph ng ........................................................... 37
2.2.4. Phơi có hình d ng ph c t p, t p h p c a các b
ngoài, m t ph ng và các b
m
m t trịn xoay trong,
nh hình. .............................................................. 38
2.3. Phân lo i thi t b
c p phôi d ng ph u rung.................................................... 40
2.4. Tính tốn thi t k
thi t b
2.4.1. Tính tốn thi t k
c p phơi d ng ph u rung. ..................................... 42
các thông s
c a thi t b . .......................................... 42
2.4.1.1. Phân tích s n ph m .......................................................................... 42
2.4.1.2. Ch n v t li u làm ph u .................................................................... 42
2.4.1.3. Cân b
tc
nh các thơng s
uc
hình h c c a ph u rung .............................
cc
nh thông s
ng
máy rung ........................
i .............................
ng .......................................
n .............................................................
c c a gi m ch n cao su [3] .............
iv
2.4.2. Thi t k
c u hình kênh phân lo i ........................................................... 54
ng và yêu c
2.4.2.2. L a ch n c u hình h
K t lu
ng ..........
th ng kênh phân lo i .................................... 54
................................................................................................ 57
, KI M TRA VÀ XÁC NH N MÔ PH NG S
H
TH NG TH C NGHI M ....................................................................................... 59
3.1. Mơ hình hóa thi t b
3.1.1. Cơng c
c p phôi d ng ph u rung .............................................. 59
th c hi n mơ hình hóa ............................................................. 59
3.1.2. Mơ hình hóa ph u rung .......................................................................... 60
3.1.2.1. Thông s
thi t k
ph u rung theo tính tốn (b ng 2.4) ................... 60
3.1.2.2. Quy trình th c hi n .......................................................................... 61
3.1.2.3. K t qu ............................................................................................. 61
3.1.3. Mơ hình hóa các chi ti t c a ngu n rung ............................................... 62
3.1.3.1. Quy trình th c hi n .......................................................................... 62
3.1.3.2. Công c
3.1.4. L p ráp h
thi t k
và k t qu
mơ hình hóa ........................................ 62
th ng .................................................................................... 64
3.1.4.1. Quy trình l p ráp .............................................................................. 64
3.1.4.2. Ti n hành l p ráp ............................................................................. 64
3.1.4.3. K t qu
3.2. T
l p ráp................................................................................. 66
ng hóa thi t k
b ng tham s
s
3.2.1. Xây d ng liên k t gi a các tham s
3.2.1.1. Tham s
d ng CATIA ..................................... 66
b ng hàm s ................................. 66
cho ph u ch a ................................................................... 66
3.2.1.2. Tham s
ph u ch a ......................................................... 67
3.2.1.3. Tham s
i ............................................
3.2.1.4. Tham s
3.2.1.5. Tham s
3.2.2. Thi t k
theo tham s
i ............................................................... 67
máy rung ............................................................... 67
b ng ph n m m Catia ......................................... 68
quá trình t
3.2.2.2. Quá trình th c hi n tham s
v
ng hóa thi t k
b ng tham s .....................
hóa trong Catia ................................... 68
3.3. Ki m tra và xác nh n mơ hình s
.................................................................. 70
nh t n s
3.3.1.1. Công c
ng riêng .........................................................
mô ph ng s ...................................................................... 70
3.3.1.2. Quy trình mơ ph ng......................................................................... 71
3.3.1.3. K t qu
mô ph ng ........................................................................... 75
nh h
s
ma sát gi a phơi và ph u ..............................................
thí nghi
VF. ........................................
c ma sát trên máy VF .............................
3.3.2.3 Các s
li u trên máy VF ................................................................... 78
3.3.2.4. Thơng s
3.3.2.5. Trình t
3.3.3.
nc
ng c a h
a Nacentech ............................................................... 81
ng và xây d
. ........................................................................................... 82
và thi t b
3.3.4.2. K t qu
và x
3.3.4.3. Xây d
3.4.Mô ph ng s
3.4.1. Công c
th ng ............................................ 79
Detector III c a FAG ......................................................... 79
3.3.3.2. Thi t b
3.3.4.
th ng
ma sát VF ..............................
thí nghi m: ...................................................................... 78
nh t n s
3.3.3.1. Thi t b
h
s
lý s
ng h
.........................................................................
li u ................................................................... 84
ng h
thi t b ....................................................................................... 87
mô ph ng [42] ......................................................................... 87
3.4.2. Quy trình mơ ph ng trên MSC ADAMS ................................................ 88
nh nguyên lý làm vi c c a quá trình mơ ph ng ...................
3.4.2.2. Các thơng s
3.4.2.3. K t qu
K t lu
th c hi n mô ph ng ................................................... 89
mô ph ng trên MSC ADAMS ........................................... 90
................................................................................................. 91
NG L C H C VÀ T I
T C
NG TRONG PH U C P PHÔI T
NG THEO NGUYÊN LÝ RUNG
NG ....................................................................................................................... 92
vi
ng c a góc nghiêng rãnh xo
4.1.1. Trình t
4.1.2. X
th c hi n .................................................................................. 92
lý s
li u và k t qu ......................................................................... 92
4.2.
ng c
ng su t c p phơ
4.2.1.
Quy trình th c hi n ........................................................................... 96
4.2.2.
X
lý s
li u và k t qu
4.3. T
4.3.1.
.................................................................... 97
n áp và góc nghiêng rãnh xo
Quy trình t
................................................................................. 99
4.3.2.
ng
u vào ...................................................................... 99
4.3.3.
u ra ......................................................................... 99
4.3.4.
4.3.5.
tc p
ng c
nh ....................................................................... 99
Xây d ng quy ho ch th c nghi m. ................................................. 100
4.3.5.1. Quy trình l y s
4.3.5.2. S
li u mô ph ng s .............................................. 100
li u mô ph ng s .................................................................... 100
4.3.5.3. Lý thuy t quy ho ch th c nghi m [39,40,41] ............................. 102
4.3.5.4. Tìm hàm h i quy ......................................................................... 104
4.3.5.5. T
4.3.6.
Th c nghi m, ki m tra và so sánh v i mơ hình s ......................... 106
4.4 T
4.4.1.
c tiêu ............................................................ 105
tc
K t c u và c u hình h
4.4.2.
K t lu
t c p phơi .
ng ...................................... 10
t c p phôi .......................................................................... 109
4.4.3.
4.4.4.
ng phôi
ng c
Mô ph ng s
nh ..................................................................... 110
k tc
ng .................................................... 111
............................................................................................... 113
K T LU N VÀ KI N NGH ................................................................................ 114
DANH M
C A LU N ÁN ........................... 116
TÀI LI U THAM KH O ...................................................................................... 117
PH
L C ............................................................................................................... 123
vii
DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT
TT
1
Ký hiệu,
viết tắt
Đơn vị
Ý nghĩa
Automatic Dynamic Analysis of Mechanical
ADAMS
2
AW
3
b
4
5
Bowl
System (mô ph
ng l c h
Ansys Workbench
mm
Chi u r ng lò xo lá
Ph u
Computer Aided Three-Dimensional Interactive
Application (x
CATIA
chi u có s
tr
giúp c a máy tính)
6
D
mm
7
Dd
mm
8
E
Pa
module
9
f
Hz
T ns
10
fr
Hz
11
H
mm
Chi u cao ph u
12
h
mm
Chi u cao chi ti t
13
NX
14
l
ng kính ph u
T ns
i
rung
ng riêng c
Ph n m m NX
mm
Chi u dài lị xo lá
15
Góc nghiêng c a rãnh xo n
16
17
Góc nghiêng c a lị xo lá
Góc c a l c qn tính và m t ph ng nghiêng
18
H
s
20
T
21
22
Track
Nm
Mơ men xo n
H
SUS 304
25
Vct
ma sát gi a phôi và rãnh
Máng d
ng
H s t n su t
23
24
s
s
h p th
Inox 304
cm/s
V n t c c a phôi
viii
DANH MỤC BẢNG BIỂU
B ng 1. 1. Th ng kê p
c hi n trên th
gi i trong kho
............................................................................................................................ 11
B ng 1. 2. Th ng kê các nghiên c
ng c
v n t c phôi .............................................................................................................. 12
B ng 1. 3. Thông kê các nghiên c
ng c
ng phôi ........................................................................................................ 14
B ng 1. 4. Th ng kê các nghiên c
ng c a t n s
rung ........
B ng 2. 1. Phân lo i các lo i phôi ............................................................................ 36
B
c c a ph u tr
th ng[3]. ................................................
B
c ph u côn b c[3]. ...........................................................
B ng 2. 4. B ng thông c a ph u rung c p phôi ........................................................ 53
B
m c a các b
i v i phôi là n p chai vaccine ...............
B ng 3. 1. Thông s
n c a ph u phôi............................................................... 60
B ng 3. 2. Thơng s
n c a các chi ti t cịn l i ................................................. 63
B ng 3. 3. Thơng s
c tính v t li
B ng 3. 4. Thông s
cs
d ng ................................................ 72
hi u ch nh sensor ..................................................................... 79
B ng 3. 5. K t qu
ng...................................................
B ng 3. 6. B ng thông s
thi t b
a hãng FAG ................................................ 80
B ng 3. 7. B ng thông s
và thi t b
B ng 3. 8. B ng thông s
thi t b
a NACENTECH .................................... 82
............................................ 83
B ng 3. 9. B ng giá tr
t nh ti
nh b ng th c nghi m ............................................................................ 87
B ng 3. 10. Thông s
B ng 4. 1. K t qu
v t li u ................................................................................... 89
mô ph ng ................................................................................... 95
B ng 4. 2. V n t c c a phôi ph
B ng 4. 3. K t qu
n áp ................................................. 97
mô ph ng ................................................................................. 102
B ng 4. 4. B ng giá tr
B ng 4. 5. Giá tr
thu
h
s
c a hàm h i quy ....................................................... 105
v nt
nh b ng th c nghi m ........................................... 106
B ng 4. 6. V n t c c
nh b ng mô ph ng s ......................................
B ng 4. 7. B ng so sánh v n t c b ng th c nghi m và b ng mô ph ng s
B ng 4. 8. Các c
........... 107
ng ....................................................................... 10
ix
B ng 4. 9. K t qu
B ng 4. 10. K t qu
mô ph
mô ph
ng th i gian c p phôi .........................
x
DANH MỤC HÌNH ẢNH, ĐỒ THỊ
u c p phơi rung s
d ng bánh l ch tâm [3] .....................................
u c p ph
n [3] .............
l c tác d
t t i tâm[3] .............
l c tác d ng khi nam châm
Hình 1. 5. Thi t b
tv
i di n lị xo lá [3
c p phơi t
ng .............
uc
ng th ng ........................................
Hình 1. 7. K t qu
th c nghi m v i m t phôi duy nh t[6] ...................................... 12
Hình 1. 8. K t qu
th c nghi m v i 200, 400, 800 phơi .......................................... 13
Hình 1. 9. Mơ hình phân tích l c c a ph u c p phơi rung ....................................... 13
Hình 1. 10. So sánh chuy n v
a phôi gi a lý thuy t và mơ ph
s ............................................................................................................................... 13
Hình 1. 11. M i quan h
gi
rung và t
di chuy n c a phơi ..............
Hình 1. 12. Sáu tr ng thái c a phôi khi th c nghi m ............................................... 15
Hình 1. 13. K t qu
v i phơi theo chi u n m (LT) .................................................. 15
Hình 1. 14. K t qu
v i phơi theo chi
Hình 1. 15. K t qu
v i phôi theo chi u ngang (CT) ............................................... 16
Hình 1. 16. K t qu
mơ ph ng ................................................................................. 16
Hình 1. 17. K t qu
so sánh s
ng (UT) ................................................ 15
gi a mô ph ng và th c nghi m .............................. 17
ng c a ph u b
Hình 1. 19.
ng c a ph u b ng mơ hình s
...................................
Hình 1. 20.
ng c a t n s
n d ch chuy n c a kh i..........................
Hình 1. 21.
ng c a t n s
n gia t c c a kh i ....................
ng s
Hình 1. 23. T n s
Hình 1. 24. S
ph
ng riêng xác nh n b ng th c nghi m .............................. 20
thu c c a v n t c phôi vào bán kính ph u ................................ 20
ng, (a)s
d ng k t c
d n
Hình 1. 26. Mơ hình th c nghi m ............................................................................ 21
Hình 1. 27. Bi
Bode ......................................................................................... 22
Hình 1. 28. Mơ hình v
p tuy n (a) và th
Hình 1. 29. Gia t c c a các chi ti
d c tr c (b), xuyên tâm (c) ....................................................................................... 23
xi
Hình 1. 30. Module h
th
i rung.............................................................. 23
Hình 1. 31. So sánh t
di chuy n gi a mô ph ng và th c nghi m khi h s
sát là 0,25 .................................................................................................................. 24
ma
Hình 1. 32. So sánh t
ma
di chuy n gi a mô ph ng và th c nghi m khi h
s
i ................................................................................................................ 24
Hình 1. 33.V n t c c
...........................................
Hình 1. 34. L c tác d ng khi phôi n m trên máng d n ............................................ 25
tác d ng l c c a nam
th
n .....................................
l c kéo c
n khi c
k t c u c a ph u c p phơi ki
th
ng có b
ng[19] ......................................................................................................... 27
Hình 1. 38. M t s
k tc
ng phơi trên rãnh xo n[19] ............................. 27
Hình 2. 1. Thi t b
c p phơi rung d ng ph u có máng d n d ng xo n vít[3], [4],[23]
.................................................................................................................................. 29
l c tác d ng lên phôi và rãnh xo n trong ph u[2], [4], [19][20] .
Hình 2. 3.
ng c a góc nghiêng rãnh xo
i v n t c v n chuy n phơi[
.................................................................................................................................. 32
Hình 2. 4.
ng c
s gia t c, t n s f, góc nghi
lên v n t c v n chuy n c a phơi [4] ......................................................................... 32
nt
Hình 2. 6.
n
ng c
a) m t nh p; b) hai nh p[3] ....................
ng
Hình 2. 7.
ng c a h
s
Hình 2. 8.
ng c a h
s
s ma sát34
µ
s[4] ..........................
ng t
ma sát t i v n t c v n chuy n phôi[4] ................. 35
ng[3] ........
u
n
ng cho phơi d ng tr
trịn[3] .........................
ng cho phơi d ng tr
..............
Hình 2. 13.
c c a ph u tr
Hình 2. 14.
c c a ph u cơn b c ............................................................... 41
Hình 2. 15. Hình d
Hình 2. 16. Thơng s
th ng ............................................................. 40
c c a n p chai vaccine ....................................
hình h c c a ph u rung ......................................................... 44
Hình 2. 17
.....................................
Hình 2. 18. L c tác d ng lên lò xo lá [3] ................................................................. 50
xii
Hình 2. 19. Hình d ng và k
c c a n p chai vaccine ..................................... 54
Hình 2. 20. Tr
ng và tr ng thái phơi u c
Hình 2. 21. H th ng kênh phân lo i cho phơi d
.................................................................................................................................. 54
Hình 2. 22. C u hình h
Hình 3.1. H
th ng kênh phân lo i cho n p chai vaccine....................... 57
th ng c p n p chai vaccine ................................................................. 60
Hình 3. 2. Ph u rung c p n p chai cao su ................................................................. 60
Hình 3. 3. Q trình th c hi n mơ hình hóa ph u rung ............................................ 61
Hình 3. 4. Mơ hình hóa ph u rung............................................................................ 61
c mơ hình hóa các chi ti t c a ngu n rung ................................
gá ph u rung........................................................................................ 63
trên lị xo lá ......................................................................................... 63
Hình 3.8. Lị xo lá ..................................................................................................... 63
máy...................................................................................................... 63
Hình 3.10. T m gi m ch n ....................................................................................... 63
c l p ráp h
Hình 3.12. Ph
th ng ...................................................................
gá ................................................................................. 64
Hình 3.13. C m ph u rung ....................................................................................... 65
Hình 3.14. C m ngu n rung ..................................................................................... 65
Hình 3.15. C
Hình 3.16. K t qu
u khi n....................................................................................... 65
l p ráp h
Hình 3. 17. Quy trình tham s
th ng rung c p n p chai vaccine .............................. 66
hóa ........................................................................... 68
t tham s
c các hàm s
t
Exel vào Catia.........
c a t ng tham s ..................................
Hình 3. 20. Quy trình phân tích hình thái trên Ansys Workbench ........................... 71
Hình 3. 21. Module Modal ...................................................................................... 71
Hình 3. 22. Tên v t li
c kh i t o .................................................................... 72
c toolbox ........................................................................
Hình 3. 24. Thơng s
v t li u SUS 304 .................................................................... 73
c Geometry ....................................................................
Hình 3. 26. Gán v t li u cho ph u rung c p phơi ..................................................... 73
Hình 3. 27.Gán liên k
gá ph
trên lị xo lá ............................................ 74
Hình 3. 28. Mơ hình ph n t .................................................................................... 74
xiii
i lị xo lá ........................................................................
Hình 3. 30. Thi t l p các Mode và ph m vi phân tích ............................................. 75
Hình 3. 31. B ng giá tr
các t n s
Hình 3. 32. Hình thái chuy
n ...............................
ng t i các t n s
n ...
s
Hình 3. 34. M u th
t VF ...........................................
và thí nghi
nh h
s
ma sát gi a cao su và SUS304 . 78
Hình 3. 35. Thi t b
ng thi t b
Hình 3. 36. Thi t b
ng .................
Hình 3. 37. K t qu
cx
Hình 3. 38. Thi
h
lý trên ph n m m Trendline....................................... 81
a Vi n
Hình 3. 39. K t qu
cx
ng d ng công ngh
(Nacentech) ............................ 81
lý trên ph n m m c a NI ...................................... 82
Hình 3. 40. Thi t b
................................................................. 83
Hình 3. 41. K t qu
cx
lý trên ph n m m ReX .......................................... 84
Hình 3. 42. Quy trình xây d
ng h c t
u .........
tính góc xoay ...............................................................................
Hình 3. 44. Quy trình mơ ph ng trên MSC ADAMS .............................................. 88
Hình 3. 45. Giao di n gán các thông s
v
v t li u trên MSC ADAMS .................. 89
Hình 3. 46. Giao di n g n liên k t gi a ph u và phơi .............................................. 90
Hình 3. 47. C a s
g
Hình 3. 48. So sánh giá tr
ng h c ....................
v n t c mô ph ng và v n t c trên mô hình th c .......... 91
Hình 4. 1. Quy trình tìm giá tr
góc nghiêng rãnh xo n t
Hình 4. 2. Tham s
trong CATIA ........................................................... 94
Hình 4. 3. Bi
hóa giá tr
v
ng mơ ph ng ....... 93
trí theo th i gian trong MSC ADAMS .................................. 94
tính v n t c b ng mơ ph ng s .................................................
th
s
ph
thu c giá tr
v nt c
góc nghiêng rãnh xo n v
160V ......................................................................................................................... 96
ng c
th
v n t c ph
t
Hình 4. 9. Quy trình l y s
n áp v i góc nghiêng rãnh xo
............................................................................
li u mơ ph ng ............................................................. 101
Hình 4. 10. Bi
Hình 4. 11. K t qu
thu
mr ir ct
s
li u th c nghi m ................................. 1
tìm hàm h i quy trên MATLAB ............................................ 104
th
k t qu
t
xiv
........................................................................
Hình 4. 13. Bi
v n t c ph
thu
n áp v i góc nghiêng 1,30 ............ 1
Hình 4. 14. Quy trình t
ng ......................................
Hình 4. 15. Ba b y và các tham s hình h c
n ch
................................................................................................................................ 109
Hình 4. 16. Tr
a
ng
Hình 4. 17. Q trình mơ ph ng s
ng.............
ng thi t b
xv
c p phôi d ng rung ..................
PHẦN MỞ ĐẦU
1. Tính cấp thiết của đề tài
Trong s n xu t hi
ct
thì m t thi t b
c u
i ngày nay,
,l
t c a q trình
ng c p phơi li u cho quá trình trên là c n thi t.
t
n nay,
u lo i thi t b ph c v cho q trình c p phơi li u khác nhau. K t c u
u c p phôi này r t khác nhau, chúng ph thu c vào d
c u trúc c a máy [3].
phân thành các ki u c
c p phôi d ng cu n, c p phôi d ng thanh ho c t m, c p phôi d ng l ng, b t, khí,
c p phơi d ng r i t ng chi c.
M i ki u c
th
b
c thù riêng và b n thân trong m
trí các h
t nhi u d ng khác nhau. Tu
th ng c p phôi liên t c, c
theo công ngh
s n xu
n theo chu k
ho
phôi theo l nh [19].
V i các lo i phôi d ng r i có th s
t i c p phơi, robot c p phôi, c p phôi t
v
ng s
ph m yêu c
thành l
d ng lo i thi t b
d ng trong các ngành công nghi p s n xu t, l p ráp cá
hai lo i thi t b
t và v n hành thi t b
i cao. Di
h i ph i r
phơi có kh
p phơi trên khơng phù
gi i quy t v
c nh
ng là m t h
nghi p th c ph
c p phôi bao g m
u
th
ng là m t l a ch n phù h p. Thi t b
c s d ng ph bi n trong các n
c ph m hay các dây chuy n s n xu t l p ráp.
T i các nhà máy s n xu
c ph
u ki
chi t xu
thu c vaccine
ng s n xu t ph i vô khu n. H n ch
i v i nguyên li u, v t li u s n ph m[1]. Vì v y, vi c l a ch
s
ti p xúc c a
phơi t
ng theo ngun lý kích rung là c n thi t khi c p n p chai cao su cho l
vaccine là c n thi t.
T
th p niên 90 c a th
c s d ng t
k
c, giá thuê
c mà ch
liên doanh. Ngày nay, giá nhân công ngày m
vi c ph i m t th
o. Tính
nh ng cơng vi c có tính l p l i.
1
ng r nên h
c s d ng tro
h b t nh
cv i
nh c a công nhân hi n nay th
m m nh c a thi t b
c p phôi là vi
gi
n các h
và ch
t o thi t b
này v
H th ng c p phôi t
máng d
cl
ng, ph i li
th ng truy n d n khác. Vi c nghiên c
c quan tâm t i Vi t Nam hi n nay.
ng bao g m, m t ph u rung (bên trong có ch a các
trên k t n i v
i th
lá. Các lò xo lá t o ra các chuy
th i là chuy
l c tác d
tr c
ng c
ng quay xung quanh tr c th
u khi n chuy
ng c a ph
ng ho c l c pháp tuy n gi
pháp tuy n v i ph u. M i nam châm
n có hai ph n, m t ph n l
c cung c p ngu n b i các ngu
và di chuy n cùng v i ph u.
Trong h
ng d
n, ph n còn l
th ng c p phôi t
ng (track) v i ch
ng c a phôi
phôi nh y lên kh
và ph u
cl pc
ng, phôi d
t,
t ho c nh y. Trong ch
c t o ra t ma sát gi a phôi và máng d n. Trong ch
nh y,
ng d n theo m i chu k và phơi s
do tr l i má
Trong q trình nh
và phơi di chuy
ng này, chuy
c m t kho ng so v i v
ng t nh ti
Vi c tính tốn, thi t k h th ng c p phôi t
ng cho s n ph m là n p chai
thu c vaccine b ng cao su nh m ch t o thi t b ph c v cho quá trình th c nghi m
c n ph
h p nh m t
Thi t k
vi
c ti n hành. V i các lo
u qu ho
thi t b
ng c a h
th ng c p phôi.
rung c p phôi là qui trình ph c t p và có tính quy
ng
cb
t c p. Do làm vi
u b ng vi
tránh t tháo l ng và phân rã. M t khác, m i thi t b
và m t ph m vi công su t nên thi t k ch t o g
nh nhu c u d ng ph
ng nên c n m t k t c u nguy
c p phôi ch
gi m thi u th i gian thi t k , ch t o nh khai thác các công c
thi t k , mô ph ng thay cho th nghi m trên mơ hình th c
Hi n nay m
k
theo module
tk
gi m th i gian s
có c
c a m t thi t b
d ng h
2
c p cho m t lo i
c. Do
s
h
tr
quá trình
c áp d ng cho s
th ng treo tiêu chu n có s n (ngu n
t qu
c p phơi d
nh. Cơng
c ch t o theo k
c a quá trình này là các thô
Có ba giai
n chính trong thi t k
thi, các thi t k
và thi t k
i pháp thi t k
chi ti t. Trong q trình nghiê
c
t o. Các quy trình cơng ngh
thi t k
. Cu i cùng, các b n v
hi n trong thi t k chi ti t.
chi ti t, yêu c u k
thu
D a vào thi t k
n hành ch t o h th ng c p phôi. Công v
t o này d a vào s k t h p gi a các chi ti t tiêu chu n (ngu n rung, nam châm
c ch t o theo k t qu tính tốn (ph u, có c
t qu
c a quá trình này là m t h
th ng c p phơi t
ng theo ng
c hình thành.
th
vi c
ch
làm vi c
th ng thích h p, ngồi ghép n i v
c
ch
c
thi t b tìm ra các thơng s
nh l c kích rung ch
c ud
thì ph
m
c mà cịn ph
u ch nh các thơng s
ng
ng. Quá trình th c nghi m nh m m
t
th ng. Tuy nhiên h th ng này ho
ng, ph u c p là m t kh i th ng nh
c
ng và phân lo
nhau. Khi mu
c g n c ng lên ph u). V i m i lo i phôi khác nha
i k t c u trong quá trình th c nghi m g
ph i ch t o m i d
m b o k p s n xu
gian và ti n b c. Vì v y, xây d ng m t quy trình thi t k h th
u tiên nh m gi m th i gian thi t k , ch t
u ch nh.
trên vi c nghiên c u b n ch t c a quá trình
ng l c h c c a q trình c p phơi t
mv
thơng s
k t c u và
c
ng c
và qui trình thi t k , ki
c nghiên c u và m t quy trình thi t k ch t
lo
ng c
ng cho các d ng phôi khác.
Nh
ng cho vi c l a ch
“Nghiên cứu ứng dụng mô phỏng số để khảo sát động lực học và tối ưu kết
cấu điều hướng trong hệ thống cấp phôi tự động theo nguyên lý rung động”
2. Đối tƣợng nghiên cứu
tài t p trung nghiên c u, kh
trên ph u. T
t c
ng l c h c quá trình di chuy n c a phô
ng trong h th ng c p phôi t
ng.
3
3. Phạm vi nghiên cứu
-
Nghiên c
-
t c p phôi.
Nghiên c
-
Nghiên c u
m và ph m vi ng d ng c a h th ng c p p
ng. Các thông s
ng l c h c, k t c u
lý thuy t và tính tốn h
ng.
mơ ph ng s
ng d ng ph n m
ng l c h c và t
-
Nghiên c u ch
ph ng s .
- Kh
phôi t
ts
t o thi t b
th ng c p phôi t
thông s
ho
ng d ng xo n
ng h
th ng. Kh
c a ph u rung d ng xo n vít.
th c nghi m nh
m ch
ng l c h c và t
tc
ng c
ng.
4. Mục đích nghiên cứu
-
Gi m th i gian thi t k
h
th
m b o thi t b
ng.
- Gi m th i gian hi u ch nh, th
c
x
nghi
h
ho
ng
th ng ho
ng.
Xây d ng m t mơ hình thi t b
ng s
ch
ng trong vùng
nh m th , xác nh
c a phôi và k t c u ph u rung c p phơi.
t quy trình thi t k , hi u ch nh, ki m nghi m thi t b
sau khi ch
t
vào s n xu
l
h
th
u tiên.
5. Nội dung nghiên cứu
- Nghiên c u t ng quan v
ng.
h
th ng c p phôi t
-
Nghiên c u
lý thuy t và tính tốn thi t k
ng
-
Mơ hình hóa, ki m tra và xác nh n mô ph ng s
Kh
ng l c h c và t
t
ng theo nguyên lý rung
h
th ng c p phôi t
ng
h th ng th c nghi m
tc
ng trong h
th
ng.
6. Phƣơng pháp nghiên cứu
- Nghiên cứu lý thuyết: Nghiên c
ng d ng ph u rung. Các thông s
lý thuy t v h
ng l c h c và k t c u
su t c p phôi, t
th ng c p phôi t
c m c tiêu và ph m vi nghiên c u c a lu n án
- Nghiên cứu mô phỏng: D a vào k t qu tính tốn thi t k h th ng mơ hình
hóa và mơ ph ng. Mơ hình mơ ph
c ki m tra và xác nh n thông qua các d
4
li u th c nghi m. S
d ng ph n m m mơ ph
hình s
ng l c h
n
c ut
t th
v
ng c a các thông s
t c p phôi
ng
nh t n s
thi t k ch
ng c
ng
- Nghiên cứu thực nghiệ m: X
nh thu c tính c a phơi c n c p và xây
d ng d li u quan h gi a v n t c, góc xoay, chuy n v
ng v
áp và ch
c
ng c
ng v i t n s
c
Nghiên cứu tối ưu: S d ng mơ hình s
ng c a t
, góc xoay, góc nghiêng rãnh xo n, hình dáng và th t
phôi. T
nghiêng rãnh xo n và th t kênh phân lo
-
c p phôi trong nguyên t c làm vi c ch
ng.
7. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn
a. Ý nghĩa khoa học
1. Ch
c b n ch
m c a thơng s
ng l c h c c a q trình c p phôi t
ng l c h c, k t c u và
ng c
n
phôi.
2. B ng lý thuy t và th c nghi
y u t cơng ngh
n áp, góc nghiêng rãnh xo n và v n t
gi a m
t) c
0
c v n t c c p phôi l n nh t khi góc
, nghiêng
ng th
t im c
n áp 170V.
3. B ng mô ph ng s
cao nh t c p phôi t
c m i quan h
=
th ng b
ng theo nguyên lý ru
b. Ý nghĩa thực tiễn
1. Vi c áp d ng k t qu
ng.
nghiên c u vào th c t
thi t k , gi m chi phí ch t o và nâng cao hi u qu
hóa các h th ng c p phơi theo ngun lý kích rung.
s n xu t giúp gi m th i gian
kinh t
trong vi
2. K t qu c a lu n
tham kh o trong vi
thu t, h c viên cao h c, nghiên c u sinh c a ngành k thu
o cán b
thi
nh m th
ngh
8. Những điểm mới của đề tài
1.
2.
x
t quy trình thi t k
ch
tb
ng c
ng.
ng s
c a phôi và k t c u ph u rung c p phôi.
3. Áp d ng mô ph ng s
t
th c nghi m c p n p chai vaccien trên máng d
5
p phôi nh m gi
ng.
4.
i quy th c nghi m
n áp, góc nghiêng rãnh xo n và v n t
t) c
c v n t c c p phơi l n nh t khi góc nghiêng
it
ng
0
0
n 4,5i, t
1.1
n 170V.
5. B ng mô ph ng s
th ng b
cao nh t cho quá trình c p n p chai vaccien b ng cao su trên thi t b
ng.
6
c p phôi t
CHƢƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ CẤP PHÔI TỰ ĐỘNG THEO
NGUYÊN LÝ RUNG ĐỘNG
1.1. Thiết bị cấp phôi tự động theo nguyên lý rung động
1.1.1. Thiết bị cấp phôi dạng phễu rung có đƣờng xoắn vít
u c p phơi rung d ng ph u có máng d n hình xo
c p các lo i phơi r i có tr
s d ng cho các máy riêng bi t ho c các dây chuy n s n xu t t
Tùy thu
cs
c nh [2][3]. H
ng.
nh trên máng d
-
Phơi có b
m t ph
-
trên máng d n khi di chuy n.
Phơi hình tr . Các phơi này có th
-
Phơi hình c u ho c hình tr
d
th ng n
c chia ra làm ba nh
m, nút chai cao su, t
tr
t ho
n
có bán kính c u
khi di chuy n trên máng d n.
Các lo i phơi thu c nhóm th
3.
Hình 1. 1.
Trong h
nh t và th
hai khi di chuy n có tính
u c p phơi rung s
d ng bánh l ch tâm [3]
th ng này (hình 1.1) ph u rung
tâm t o ra l c ly tâm. Ph
ng xoay (xung quanh tr c th
nh cao
cg
c l p lên chân 1 (lị xo lá), nó th c hi n các chuy n
ng) và chuy
ng t nh ti n kh h i nh
mà phôi di chuy n theo máng d n d ng xo n vít 3. Khi phơi di chuy n trên máng
d n s có tr
t ho c nh y tùy thu
c a các chân. Phôi t
nh p, trên máng d n
ph u
c di chuy n t i v
cl
7
trí yêu c u
c
ng và ng
y phôi do l c c n các phôi s
i trên máng ho
ph u.
Hình 1. 2
n [3]
uc
uc
ph
c
lõi 6 và ph n
lò xo lá s
t
c l p ph n
ng t
ng d ng ph u rung có s
ng. Ph u rung
ng t 4 c
c l p lên chân 3 (lò xo lá).
u ch nh l c kích rung ta có th
u ch nh nh vít 7 và b
4 có th
t trên t
n các máy khác, h
tâm c
i khe
cao su s 8. C
quá trình ho
ng c a thi t b
th ng này có s d ng ba gi m ch n s 10.
Chuy n phôi t ph u
n máng ti p nh n (máng ch
c th c hi n trên
ph n th ng c a máng ch a. Máng ch
c n i ti p v i máng xo n vít. Quá
c th c hi n nh ngu n rung 1.
Hình 1. 3
l c tác d
các h th ng trên l
c a lò xo lá [3]: góc càng l n thì l c tác d ng1 càng
P
l
8
t t i tâm[3]
nt l v i
c l i. Các l c
