Luận văn thạc sĩ nghiên cứu chế tạo đồ gá hàn tự động nối mặt bích với ống xy lanh thủy lực

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

VÕ VĂN TÍN

NGHIÊN CỨU THIẾT KẾ ĐỒ GÁ HÀN TỰ ĐỘNG
NỐI MẶT BÍCH VỚI ỐNG XY LANH THỦY LỰC

CHUYÊN NGÀNH: KỸ THUẬT CƠ KHÍ
MÃ SỐ: 8.52.01.03

LUẬN VĂN THẠC SỸ KỸ THUẬT

Đà Nẵng – 1/ 2019


ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

VÕ VĂN TÍN

NGHIÊN CỨU THIẾT KẾ ĐỒ GÁ HÀN TỰ ĐỘNG
NỐI MẶT BÍCH VỚI ỐNG XY LANH THỦY LỰC

CHUYÊN NGÀNH: KỸ THUẬT CƠ KHÍ
MÃ SỐ:
8.52.01.03

LUẬN VĂN THẠC SỸ KỸ THUẬT

Hướng dẫn khoa học: PGS. TS. Đinh Minh Diệm

Đà Nẵng - Năm 2019


LỜI CAM ĐOAN
Tơi xin cam đoan đây là cơng trình nghiên cứu của riêng tôi.
Các số liệu, kết quả nêu trong luận văn là trung thực và chưa từng được
ai cơng bố trong bất kỳ cơng trình nào khác.


MỤC LỤC
MỤC LỤC
DANH MỤC HÌNH ẢNH
DANH MỤC BẢNG
MỞ ĐẦU....................................................................................................................... 1
1. Tính cấp thiết của đề tài.............................................................................................1
2. Mục tiêu nghiên cứu..................................................................................................1
3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu..............................................................................1
4. Phương pháp nghiên cứu...........................................................................................2
5. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài...................................................................2
6. Cấu trúc của luận văn................................................................................................2
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU....................................... 3
1.1. Giới thiệu các dòng xe ô tô tải ben thaco................................................................3
1.1.1. Giới thiệu các dòng Xe Forland Ben gồm các loại sau:.......................................3
1.1.2. Giới thiệu các dòng xe Auman.............................................................................4
1.1.3. Sản lượng sản xuất xy lanh thủy lực....................................................................5
1.2. Cấu tạo xy lanh xe tải.............................................................................................5
1.2.1. Bản vẽ tổng thể của xy lanh.................................................................................5
1.2.2. Các bộ phận của xy lanh......................................................................................7

1.2.3. Các chi tiết của xy lanh........................................................................................8
1.2.4. Định mức vật tư của xy lanh thủy lực................................................................ 10
1.3. Các loại xy lanh được chế tạo............................................................................... 13
1.3.1. Xy lanh 190 x 970.............................................................................................. 13
1.3.2. Xy lanh 160 x 620.............................................................................................. 14
1.3.3. Xy lanh 140 x 570.............................................................................................. 15
1.3.4. Xy lanh 120 x 470.............................................................................................. 15
1.3.5. Xy lanh 63 x 470................................................................................................ 16
1.4. Quy trình thực hiện chế tạo xy lanh thủy lực........................................................ 17
1.4.1. Hàn ống dầu hồi................................................................................................. 17
1.4.2. Hàn cụm thân trên Xylanh thủy lực................................................................... 17
1.4.3. Hàn cụm thân dưới Xylanh thủy lực.................................................................. 18
1.4.4. Hàn cụm thân Xylanh thủy lực.......................................................................... 19
1.4.5. Lắp ghép cụm piston Xylanh thủy lực............................................................... 20
1.4.6. Lắp ghép cụm nắp ty ben Xylanh thủy lực......................................................... 21
1.4.7. Lắp ghép cụm cần ty Xylanh thủy lực............................................................... 22
1.4.8. Lắp ghép hoàn thiện Xylanh thủy lực................................................................ 23
1.5. Dây chuyền hàn mặt bích vào ống xylanh thủy lực.............................................. 23
1.5.1. Ưu điểm dây chuyền hàn .................................................................................. 24
1.5.2. Nhược điểm dây chuyền hàn :............................................................................ 25


1.6. Chọn công việc để thiết kế, trang bị công nghệ.................................................... 25
1.7. Kết luận chương 1................................................................................................. 26
CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT............................................................................ 27
2.1. Lý thuyết hàn hồ quang bán tự động và tự động................................................... 27
2.1.1. Hàn bán tự động và hàn tự động........................................................................ 27
2.1.2. Hàn hồ quang tự động và bán tự động trong mơi trường khí bảo vệ..................28
2.1.3. Hàn hồ quang điện cực lõi thuốc - FCAW tự động và bán tự động....................33
2.1.4. Robot hàn........................................................................................................... 34

2.2. Cơ sở lý thuyết hệ thống truyền động khí nén...................................................... 36
2.2.2. Tính tốn truyền động hệ thống khí nén............................................................. 38
2.2.3. Các phần tử điện khí nén.................................................................................... 46
2.2.4. Sơ đồ mạch điện khí nén:................................................................................... 49
2.3. Cơ sở lý thuyết điều khiển PLC............................................................................ 55
2.3.1. Khái quát PLC................................................................................................... 55
2.3.2. Cấu trúc bên trong PLC..................................................................................... 56
2.3.3. Nguyên lý hoạt động PLC.................................................................................. 56
2.3.4. Đánh giá ưu điểm nhược điểm PLC................................................................... 57
2.4. Kết luận chương 2................................................................................................. 57
CHƯƠNG 3: CHỌN PHƯƠNG ÁN, TÍNH TỐN, THIẾT KẾ TRANG BỊ CƠNG
NGHỆ CHO Q TRÌNH HÀN MẶT BÍCH VỚI ỐNG XY LANH XE TẢI BEN .. 58
3.1. Các yêu cầu đặt ra khi chọn, thiết kế trang bị công nghệ...................................... 58
3.2. Chọn phương án trang bị cơng nghệ..................................................................... 58
3.3. Chọn, tính tốn thiết kế trang bị công nghệ.......................................................... 59
3.3.1. Trang bị cơ cấu kẹp ống xylanh......................................................................... 62
3.3.2. Cơ cấu quay ống xylanh..................................................................................... 67
3.3.3. Trang bị thiết bị hàn mặt bích vào ống xylanh thủy lực.....................................70
3.4. KẾT LUẬN CHƯƠNG 3..................................................................................... 74
KẾT LUẬN................................................................................................................. 76
1. KẾT QUẢ................................................................................................................ 76
2. ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ ĐẠT ĐƯỢC SAU KHI CẢI TIẾN.................................... 78
3. HƯỚNG PHÁT TRIỂN CỦA ĐỀ TÀI.................................................................... 78
TÀI LIỆU THAM KHẢO........................................................................................... 79


DANH MỤC HÌNH ẢNH
Số hiệu
Hình1-1:
Hình1-2 :

Hình1-3 :
Hình1- 4:
Hình1-5 :
Hình1- 6:
Hình1-7:
Hình1-8:
Hình1-9:
Hình1-10:
Hình1-11:
Hình1-12:
Hình1-13:
Hình1-14:
Hình1-15:
Hình1-16:
Hình1-17:
Hình1-18:
Hình1-19:
Hình1-20:
Hình1-21:
Hình1-22:
Hình1-23:
Hình 2-1:


Hình 2-2:
Hình 2-3:
Hình 2-4:
Hình 2-5:
Hình 2-6:
Hình 2-7:

Hình 2-8:


Số hiệu
Hình 2-9:
Hình 2-10:
Hình 2-11:
Hình 2-12:
Hình 2-13:
Hình 2-14:
Hình 2-15:
Hình 2-16:
Hình 2-17:
Hình 2-18:
Hình 2-19:
Hình 2-20:
Hình 2-21:
Hình 2-22:
Hình 2-23:
Hình 2-24:
Hình 2-25:
Hình 2-26:
Hình 2-27:
Hình 2-28:
Hình 2-29:
Hình 2-30:
Hình 2-31:
Hình 2-32:
Hình 2-33:
Hình 2-34

Hình 2-35
Hình 2-36
Hình 2-37
Hình 2-38
Hình 2-39
Hình 2-40


Số hiệu
Hình 2-41
Hình 2-42
Hình 2-43
Hình 2-44
Hình 2-45
Hình 2-46
Hình 2-47
Hình 2-48
Hình 2-49
Hình 2-50
Hình 3-1:
Hình 3-2:
Hình 3-3:
Hình 3-4:
Hình 3-5:
Hình 3-6:
Hình 3-7:
Hình 3-8:
Hình 3-9:
Hình 3-10:
Hình 3-11:

Hình 3-12:
Hình 3-13:


Hình 3-14:
Hình 3-15:
Hình 3-16:
Hình 3-17:
Hình 3-18:
Hình 3-19:
Hình 3-20:


Số hiệu
Hình 3-21:
Hình 3-22:
Hình 3-23:
Hình 3-24:
Hình 3-25:
Hình 3-26:
Hình 3-27:
Hình 3-28:
Hình 3-29:
Hình 3-30:
Hình 3-31:


DANH MỤC BẢNG
Số hiệu
Bảng 1-1

Bảng 1-2
Bảng 1-3
Bảng 1-4

Bảng 1-5
Bảng 1-6
Bảng 1-7
Bảng 1-8
Bảng 1-9
Bảng 1-10
Bảng 1-11
Bảng 1-12
Bảng 1-13
Bảng 1-14
Bảng 1-15
Bảng 1-16
Bảng 1-17
Bảng 1-18
Bảng 1-19
Bảng 1-20
Bảng 1- 21
Bảng 1-22
Bảng 1-23


Bảng 1-24
Bảng 1-25
Bảng 1-26
Bảng 1-27
Bảng 1-28

Bảng 1-29
Bảng 1-30
Bảng 3-1


Bảng 3-2
Bảng 3-3
Bảng 3-4
Bảng 3-6


NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO ĐỒ GÁ HÀN TỰ ĐỘNG
NỐI MẶT BÍCH VỚI ỐNG XY LANH THỦY LỰC

Học viên: Võ Văn Tín

Chun ngành: Kỹ thuật Cơ khí

Mã số: 8.52.01.03 Khóa 2019

Trường: Đại học Bách khoa - ĐHĐN

Tóm tắt - Nước ta đang trong q trình cơng nghiệp hố - hiện đại hố đất nước,
do đó việc đẩy mạnh vai trị của lao động sáng tạo, sáng kiến cải tiến trong công việc
và thực hiện các biện pháp nâng cấp công nghệ và hợp lý hóa sản xuất để nâng cao
chất lượng, tăng năng suất lao động, giảm giá thành là việc rất cần thiết.
Tại một số Công ty sản xuất Xylanh thủy lực, hiện nay dây chuyền hàn mặt bích
với ống xy lanh thủy lực xe tải ở các bước thực hiện cơng việc cịn mang tính thủ
cơng, chiếm tỷ trọng nhân cơng lớn, khơng an tồn trong q trình thực hiện và ảnh
hưởng trực tiếp đến chất lượng, thẩm mỹ của sản phẩm.

Để giải quyết các yêu cầu nêu trên, việc chọn đề tài “Nghiên cứu, thiết kế đồ gá
hàn tự động nối mặt bích với ống xy lanh thủy lực” là rất cấp thiết.
Với mục tiêu nghiên cứu tính tốn thiết kế, cải tiến Trang bị Cơng nghệ ở cơng
việc hàn mặt bích xy lanh vào ống xy lanh thủy lực, và cơ cấu quay tròn ống xy lanh
thủy lực để hàn hàn mặt bích xy lanh vào ống xy lanh chuyển từ việc thực hiện công
việc thực hiện công việc thủ công sang bán tự động và tự động.

Từ khóa – Trang bị cơng nghệ hàn Xylanh thủy lực


DESIGN JIG RESEARCH AUTOMATIC WELDING
CONNECTED SURFACE WITH CYLINDER
Abstract: Our country is in the process of industrialization - modernization of
the country, so promoting the role of creative labor, innovation in work and
implementing measures to upgrade technology and rationalizing production to improve
quality, increase labor productivity, reduce costs is essential.
At a number of hydraulic cylinder manufacturing companies, the current of
welding flanges with truck hydraulic cylinders at work steps is still manual, accounting
for a large proportion of unsafe labor. implementation process and directly affect the
quality and aesthetics of the product.
To solve the above requirements, it is urgent to select the topic "Research, design
of automatic welding jigs to connect flanges with hydraulic cylinder".
With the goal of researching and calculating the design, improving the
technology in welding cylinder flanges into hydraulic cylinder pipes, and rotating
hydraulic cylinder rotating pipes for welding cylinder flanges into pipes The cylinder
shifts from performing manual work to semi-automatic and automatic.

Key words - Equipped with hydraulic cylinder welding technology

1
MỞ ĐẦU
1. Tính cấp thiết của đề tài

Nước ta đang trong q trình cơng nghiệp hố - hiện đại hố đất nước, do đó việc
đẩy mạnh vai trị của lao động sáng tạo, sáng kiến cải tiến trong công việc và thực hiện
các biện pháp nâng cấp công nghệ và hợp lý hóa sản xuất để nâng cao chất lượng, tăng
năng suất lao động, giảm giá thành là việc rất cần thiết.
Riêng đối với THACO, năm 2016 đẩy mạnh công tác nâng cấp Cơng nghệ, hợp
lý hóa dây chuyền sản xuất để nâng cao năng suất, chất lượng, thẩm mỹ sản phẩm
nhằm tăng tính cạnh tranh cho các sản phẩm mang thương hiệu Thaco.
Tại nhà máy Cơ khí thuộc Khu Phức hợp ô tô Chu Lai – Trường Hải, hiện nay
dây chuyền hàn mặt bích với ống xy lanh thủy lực xe tải ở các bước thực hiện cơng
việc cịn mang tính thủ cơng, chiếm tỷ trọng nhân cơng lớn, khơng an tồn trong q
trình thực hiện và ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng, thẩm mỹ của sản phẩm.
Để giải quyết các yêu cầu nêu trên, việc chọn đề tài “Nghiên cứu, thiết kế đồ gá
hàn tự động nối mặt bích với ống xy lanh thủy lực” là rất cấp thiết.
2. Mục tiêu nghiên cứu
Tính tốn thiết kế, cải tiến Trang bị Công nghệ ở công việc hàn mặt bích xy lanh
vào ống xy lanh thủy lực, hàn kín ống xy lanh thủy lực vào mặt bích xy lanh xe và cơ
cấu quay tròn ống xy lanh thủy lực để hàn hàn mặt bích xy lanh vào ống xy lanh thủy
lực tại Cơng ty Cổ phần Ơ tơ Trường Hải.
3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
Đối tượng nghiên cứu:
- Các loại xy lanh thủy lực xe tải của Cơng ty Cổ phần Ơ tơ Trường Hải.
- Quy trình hàn xy lanh thủy lực xe tải.
- Công nghệ Hàn bán tự động, tự động;
- Điều khiển hệ thống khí nén cho các cơ cấu quay tròn ống xy lanh thủy lực, kẹp
chặt ống xy lanh, mặt bích của xy lanh, điều khiển điện cho cơ cấu quay tròn ống xy
lanh thủy lực, kẹp chặt ống xy lanh, mặt bích của xy lanh, điều khiển PLC cho hệ

thống hàn tự động thép tấm mặt bích của xy lanh vào ống xy lanh thủy lực xe tải.
Phạm vi nghiên cứu:
- Nghiên cứu thiết bị và công nghệ hàn ống xy lanh thủy lực xe tải
- Nghiên cứu kết cấu hệ thống Cơ khí, gồm: Hệ thống cơ cấu gá quay trịn ống xy
lanh thủy lực xe tải; Hệ thống hàn tự động thép tấm mặt bích của xy lanh vào ống xy
lanh thủy lực xe tải.
- Nghiên cứu điều khiển hệ thống khí nén cho cơ cấu kẹp chặt ống xy lanh, mặt
bích của xy lanh, điều khiển điện cho cơ cấu quay tròn ống xy lanh thủy lực, điều
khiển PLC cho hệ thống hàn tự động.
- Nghiên cứu chọn, thiết kế trang bị công nghệ ở các bước phù hợp trong quy
trình hàn xylanh thủy lực xe tải.


2
4. Phương pháp nghiên cứu

Nghiên cứu lý thuyết:
+ Nghiên cứu lý thuyết về tự động hóa quy trình sản xuất.
+ Nghiên cứu thiết bị và công nghệ hàn.
+ Nghiên cứu lý thuyết điều khiển: điều khiển hệ thống khí nén cho cơ cấu kẹp
chặt ống xy lanh, mặt bích của xy lanh, điều khiển điện cho cơ cấu quay ống xy lanh
thủy lực, điều khiển plc cho hệ thống hàn tự động thép tấm mặt bích của xy lanh vào
ống xy lanh thủy lực xe tải.
Nghiên cứu thực tế:
+ Nghiên cứu thực tế tại Xưởng hàn - Công ty Cơ khí - Khu Phức hợp ơ tơ Chu
Lai – Trường Hải.
+ Nghiên cứu tại các Nhà máy thuộc Khu Phức hợp ô tô Chu Lai – Trường Hải
liên quan tới đề tài.
5. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài
Ý nghĩa Khoa học:

- Xây dựng Quy trình cơng nghệ hàn hợp lý trên cơ sở đó thiết kế cải tiến các trang
bị công nghệ phù hợp với dây chuyền hàn mặt bích vào ống xy lanh thủy lực xe tải.
Ý nghĩa thực tiễn:
- Ứng dụng Quy trình cơng nghệ mới vào thực tế hàn mặt bích vào ống xy lanh
thủy lực xe tải tại công ty Cổ phần Ơ tơ Trường Hải đảm bảo an tồn, chất lượng, thẩm
mỹ, nâng cao năng suất sản xuất.
- Có thể ứng dụng cho các dây chuyền sản xuất tương tự.
- Phục vụ công tác đào tạo nhân lực chuyên ngành hàn
6. Cấu trúc của luận văn
TRANG PHỤ BÌA
LỜI CAM ĐOAN
MỤC LỤC
DANH MỤC CÁC HÌNH
MỞ ĐẦU
Chương 1 - TỔNG QUAN CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU
Chương 2 - CƠ SỞ LÝ THUYẾT
Chương 3 - CHỌN PHƯƠNG ÁN, TÍNH TỐN, THIẾT KẾ TRANG BỊ CƠNG
NGHỆ CHO Q TRÌNH HÀN MẶT BÍCH VÀO ỐNG XY
LANH THỦY LỰC
KẾT LUẬN
DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO


3
CHƯƠNG 1:
TỔNG QUAN CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU
Với đề tài “Nghiên cứu, thiết kế đồ gá hàn tự động nối mặt bích với ống xy lanh
thủy lực” , cần tập trung nghiên cứu các vấn đề chính như sau:
1.1. Giới thiệu các dịng xe ơ tơ tải ben thaco
1.1.1. Giới thiệu các dòng Xe Forland Ben gồm các loại sau:

FD099; FLD150; FLD250; TD200-4WD; FLD300; TD345; TD345-4WD;
FLD500; TD600; TD600-4WD; FLD750; FLD750-4WD; FLD800; FLD800-4WD;
FLD1000.
 Hình ảnh, thơng số của loại xe: FLD1000 như sau:

Hình 1-1: Hình ảnh loại xe FLD1000
Bảng 1-1: Thơng số kỹ thuật xe FLD1000
Stt
1

Thông số
Trọng lượng bản thân (kg)

2

Trọng tải (kg)

3

Kích thước tổng thể (mm)

4

Kích thước cabin (mm)

5

Kích thước lịng thùng (mm)

6

Chiều dài cơ sở (mm)

7

Nhãn hiệu động cơ

8

Cơng suất động cơ (KW)

9
10

Số tay số
Lốp trước/ lốp sau

11

Mức tiêu hao nhiên liệu (lít/100km)


12

Vận tốc lớn nhất (km/h)

13

Tỷ số truyền cầu

4
1.1.2. Giới thiệu các dòng xe Auman
Gồm các loại sau: AUMAN820-MBB; AUMAN990-MBB; AUMAN1290MBB; AD1300; FTD1200; FTD1250.
 Hình ảnh, thơng số của loại xe: FTD1250 như sau:

Hình 1-2: Hình ảnh loại xe FTD1250
Bảng 1-2: Thông số kỹ thuật xe FTD1250
Stt

Thông số
1

Trọng lượng bản thân (kg)

2

Trọng tải (kg)

3

Kích thước tổng thể (mm)

4

Kích thước cabin (mm)

5

Kích thước lịng thùng (mm)

6

Chiều dài cơ sở (mm)

7

Nhãn hiệu động cơ

8

Công suất động cơ (KW)

9

Số tay số

10

Lốp trước/ lốp sau

11

Mức tiêu hao nhiên liệu (lít/100km)


12

Vận tốc lớn nhất (km/h)

13

Tỷ số truyền cầu


5
1.1.3. Sản lượng sản xuất xy lanh thủy lực xe ô tô tải ben qua từng năm (đvt:
bộ) Bảng 1-3: Kết quả sản xuất các loại Xy lanh thủy lực xe Auman, Foland tại
Nhà mày Thép năm 2017

Bảng 1-4: Kết quả sản xuất các loại Xy lanh thủy lực xe
Auman, Foland tại Nhà mày Thép năm 2018

Bảng 1-5: Kế hoạch sản xuất các loại Xy lanh thủy lực xe
Auman, Foland tại Nhà mày Thép năm 2019
TT

Sản phẩm
1
1.1
1.2

Xylanh thủy lực
Xe Auman
Xe Forland

1.2. Cấu tạo xy lanh xe tải
1.2.1. Bản vẽ tổng thể của xy lanh

Hình 1-3: Bản vẽ kích thước tổng thể xylanh thủy lực

6

Hình 1-4: Bản vẽ quy trình gia cơng cụm thân xylanh

Hình 1-5: Bản vẽ quy trình gia cơng mặt đầu thân xylanh


7

Hình 1-6: Bản vẽ quy trình gia cơng cụm thân dưới xylanh
1.2.2. Các bộ phận của xy lanh

Hình 1-7: Hình ảnh các chi tiết của xylanh thủy lực
a)Cụm thân xylanh, b) Cụm cần ty, c) Tổng thể xylanh