Tài liệu Thiết kế và thi công máy đo lực torque wp-pp

-1- PHẦN MỞ ĐẦU Lý do chọn đề tài. Khoa học kỹ thuật thế giới ngày càng phát triển và đã đạt được những thành tựu rất lớn. Sự phát triển kinh tế của mỗi nước phụ thuộc rất nhiều vào mức độ cơ giới hoá và tự động hoá các quá trình sản xuất, nhằm đem lại hiệu quả kinh tế cao nhất và tạo ra chất lượng hàng hoá có chất lượng tốt nhất phục vụ đới sống của con người. Những công ty của nước ngoài hầu hết đều hoạt động theo dây truyền tự động hoàn toàn, các khâu sản xuất chỉ cần có một người công nhân theo dõi tiến độ hoạt động và xử lý các trường hợp lỗi của hệ thống máy. Việt Nam cũng không nằm ngoài sự phát triển đó. Nước ta là nước đi sau về khoa học kỹ thuật, nhưng nhờ những chính sách đúng đắn của Đảng và Nhà nước nhằm phát triển kinh tế cũng như trình độ khoa học kỹ thuật của đất nước nên đã biết đi tắt đón đầu để nhanh chóng tiếp thu trình độ khoa học kỹ thuật của thế giới để nhanh chóng bắt kịp và nghiên cứu phát triển nhiều đề tài có ảnh hưởng đến sự phát triển của khoa học công nghệ nước nhà nói riêng và thế giới nói chung. Hiện nay nước ta đã mở cửa đón các doanh nghiệp quốc tế vào đầu tư tại Việt Nam vì vậy đã và đang hình thành các khu công nghiệp có qui mô rất lớn, nhưng do trình độ khoa học kỹ thuật còn thấp nên hầu như chỉ sử dụng lao động chân tay làm chủ lực, nhiều khâu phải tuyển dụng rất nhiều công nhân vào làm việc và chia thành nhiều công đoạn nhỏ. Việc này làm cho sự quản lý khó khăn hơn và giá trị thặng dư giảm xuống nhiều. Công ty TNHH Công nghiệp PLUS Việt Nam cũng vậy, tuy đã nhập nhiều máy móc về để đáp ứng yêu cầu sản xuất mang tính tự động hóa cao nhưng vẫn còn sử dụng nhiều công nhân, điều này ảnh hưởng rất lớn đến năng suất của công ty vì phải tùy theo trình độ tay nghề, sức khỏe của công nhân và môi trường làm việc mà khối lượng sản xuất được làm ra nhiều hay ít, chất lượng như thế nào và ban lãnh đạo công ty đã yêu cầu chuyển hóa một số công đoạn làm bằng tay và bán tự động của công ty thành tự động hoàn toàn và phải đáp ứng được chất lượng sản xuất cũng -2- như năng suất lao động. Vì lý do đó mà nhóm chọn “Thiết kế và thi công máy đo lực Torque WP-PP” để làm đề tài tốt nghiệp cho mình. Phạm vi nghiên cứu của đề tài. Nghiên cứu và thiết kế về “Máy đo lực Torque WH-PP”. Phương pháp nghiên cứu của đề tài. Tìm ý tưởng và xây dựng lên mô hình trên máy [1], sau đó đưa thi công và cuối cùng là lắp ráp máy. Dựa vào môi trường làm việc thực tế và trên yêu cầu của công ty. Nhóm đã tìm kiếm các tài liệu trên mạng, các tài liệu đã có sẵn ở công ty và những kiến thức đã được học ở trường, cùng với sự đóng góp hướng dẫn tận tình của các thầy trong khoa Cơ Điện trường ĐH Lạc Hồng và các anh chị trong công ty TNHH CN Plus Việt Nam. Khả năng ứng dụng vào thực tế. Sau khi hoàn thành sẽ được công ty Plus đưa máy vào hoạt động và kết hợp với các dây chuyền sản xuất khác trong công ty. Mục đích, yêu cầu, và giới hạn của đề tài. Dựa vào yêu cầu của công ty, nhóm đã nghiên cứu và làm ra máy đo lực Torque WH-PP (Whiper Push-Pull), với mục đích là đưa công nghệ tiên tiến vào dây chuyền sản xuất, thay thế lao động chân tay bằng máy móc hiện đại, tăng cao năng xuất và chất lượng sản phẩm, giảm chi phí mà công ty phải chi trả cho công nhân. -3- PHẦN NỘI DUNG CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN 1.1. Giới thiệu công ty công nghiệp Plus Việt Nam. 1.1.1. Thông tin về công ty Plus Việt Nam. Công ty Plus Việt Nam là một công ty chuyên sản xuất văn phòng phẩm, hầu hết các loại sản phẩm về văn phòng phẩm của Plus được sản xuất tại nhà máy ở Việt Nam, sử dụng máy móc thiết bị, vật tư và công nghệ Nhật Bản để tạo ra những sản phẩm chất lượng cao. Những sản phẩm được sản xuất tại công ty Plus Việt Nam bao gồm: Bấm, Băng xóa, Băng dán, File và nhiều chủng loại khác. Với nguồn nhân lực trên 2.000 người được đào tạo kỹ lưỡng cùng với việc áp dụng hệ thống quản lý chất lượng theo tiêu chuẩn ISO 9001 : 2000, Plus Việt Nam có năng lực làm ra những sản phẩm có chất lượng cao, đáp ứng được yêu cầu của thị trường Nhật Bản cũng như trên toàn thế giới. [8] Hình 1.1 Công ty TNHH Công Nghiệp Plus Việt Nam[8]. -4- Trụ sở chính: Số 03, đường 1A, khu công nghiệp Biên Hòa II, tỉnh Đồng Nai. Điện thoại: 0613836593 – Fax: 0613836462. Ngày thành lập: Tháng 05 năm 1995. Tổng diện tích: 29,100 m2. Diện tích xây: 16,500 m2. Tổng vốn đầu tư: US $ 6,680,000. Vốn pháp định: US $ 2,300,000. Lĩnh vực sản xuất kinh doanh: Sản xuất văn phòng phẩm, file… Số nhân viên: 2,000 người 1.1.2. Sơ đồ tổ chức công ty. Hình 1.2 Sơ đồ tổ chức công ty Plus Việt Nam [8]. -5- 1.1.3. Mục tiêu của công ty. Plus là một tập đoàn của Nhật Bản có trụ sở chính đặt tại Tokyo. Với tư cách là một nhà sản xuất chính, kiêm bán sỉ cũng như xuất khẩu văn phòng phẩm với hơn 50 năm kinh nghiệm của mình, đã khẳng định là một thương hiệu quen thuộc ở thị trường Nhật Bản. Nhằm vươn ra thị trường thế giới trong vị thế của một đối thủ cạnh tranh mạnh mẽ, Plus đã liên tục xây dựng và mở rộng các hoạt động kinh doanh của mình ở nước ngoài. Cạnh tranh để trở thành một tập đoàn lớn nhất không phải là mục tiêu của công ty. Plus luôn hướng tới việc tạo ra một hệ thống quản lý phản ứng linh hoạt và nhanh nhất. Vì vậy chính sự thành công của các công ty nhỏ mới là điểm mấu chốt chứ không phải trở thành một công ty lớn. Công ty văn phòng phẩm Plus cam kết mạnh mẽ về việc phát triển những sản phẩm độc đáo, thân thiện với môi trường. Những sản phẩm này còn gắn với những tính năng được thiết kế mang lại những giá trị mới cho khách hàng. Plus Việt Nam sản xuất phần lớn sản phẩm của mình tại chính nhà máy ở Việt Nam dựa trên nguồn nguyên vật liệu thô, linh kiện và phụ tùng chủ yếu nhập khẩu từ Nhật Bản. Công ty Plus Việt Nam chuyên sản xuất dụng cụ bấm kim, băng xoá, tệp đựng hồ sơ và các vật dụng văn phòng phẩm khác. Với nguồn nhân lực lên đến hơn 2.000 người, Plus Việt Nam có thể hoạt động với một năng suất làm việc cao dưới hệ thống quản lí chất lượng khắt khe của Nhật Bản nhằm đáp ứng nhu cầu cho thị trường trong nước và quốc tế. [8] -6- 1.1.4. Quy trình hoạt động sản xuất sản phẩm tại công ty. ™ Quy trình hoạt động sản xuất chung của công ty Plus Việt Nam. Hình 1.3 Quy trình sản xuất chung [8]. Giải thích quy trình: Tất cả nguyên vật liệu mua về phải nhập kho và hầu hết các sản phẩm của công ty có liên qua đến nhựa, bộ phận ép nhựa sau khi nhận hạt nhựa từ kho sẽ tiến hành ép, sau khi hạt nhựa được ép thành vật tư nhựa sẽ được kiểm tra nếu đạt yêu cầu sẽ được nhập kho trở lại, lúc này bộ phận kho sẽ phải cân đối số nhựa phát ra và vật tư nhựa nhập kho có cân đối hay không, nếu cân đối thì làm thủ tục nhập kho bình thường, còn nếu có sự trên lệch thì sẽ phải kiểm tra lại. Còn nếu vật tư nhựa sau khi ép ra bị đánh giá không đạt tiêu chuẩn sẽ được trả về khâu đầu tiên để xay và ép lại. -7- Bộ phận lắp ráp sẽ lập phiếu yêu cầu vật tư dựa trên kế hoạch sản xuất chuyển đến bộ phận kho và sau khi bộ phận này duyệt và sẽ bàn giao hàng cho bộ phận lắp ráp và hầu hết vật tư đều được sử dụng hết trong ngày. Thành phẩm sau khi được lắp ráp sẽ được kiểm tra nếu đạt tiêu chuẩn sẽ nhập kho. Nếu bị đánh giá không đạt sẽ được sửa chữa, sau khi sửa chữa nếu đạt sẽ được nhập kho. Trường hợp không thể sửa chữa sẽ được tháo rời, vật tư hỏng sẽ trả về kho, vật tư có thể tái sử dụng sẽ được sử dụng tiếp. [8] 1.1.5. Giới thiệu từng bộ phận sản xuất của công ty. 1.1.5.1. Bộ phận Ép nhựa. Hình 1.4 Hoạt động của bộ phận ép nhựa [8]. Với 66 máy ép nhựa có công suất từ 40~280 tấn và 350 khuôn nhựa các loại. Đây là bộ phận sản xuất các vật tư nhựa cho các chủng loại sản phẩm: băng xóa, băng dán, bấm, file v.v... Các thiết bị sản xuất: 66 máy ép nhựa, 350 khuôn nhựa, 56 máy sấy nhựa, 19 máy xay nhựa, 66 máy điều khiển nhiệt độ khuôn, 36 máy hút nhựa, 61 tay máy gắp sản phẩm. [8] -8- 1.1.5.2. Bộ phận lắp ráp. Hình 1.5 Hoạt động của bộ phận Lắp ráp sản phẩm [8]. Là bộ phận thực hiện khâu cuối cùng của việc tạo nên sản phẩm hoàn chỉnh. Với đội ngũ nhân viên lành nghề cùng với sự hỗ trợ của máy móc thiết bị hiện đại, các sản phẩm của PLUS sau khi xuất xưởng luôn luôn đạt chất lượng cao phù hợp tiêu chuẩn Nhật Bản cũng như các tiêu chuẩn về kiểm soát chất lượng khác trên toàn thế giới. Các chủng loại sản phẩm: băng xóa, băng dán, bấm, letter opener… Các thiết bị sản xuất: 10 chuyền lắp ráp sản phẩm và 2 máy đóng gói tự động.[8] 1.1.5.3. Bộ phận Tape Slitter. Hình 1.6 Hoạt động của bộ phận Tape Slitter [8]. -9- Sử dụng 100% máy móc thiết bị, công nghệ và nguyên vật liệu nhập từ Nhật Bản. Đây là bộ phận sản xuất ra các cuộn băng xóa và băng dán phục vụ cho tất cả các chủng loại sản phẩm về xóa và dán của PLUS. [8] 1.1.5.4. Bộ phận Extruder. Hình 1.7 Hoạt động của bộ phận Extruder [8]. Bộ phận Extruder là nơi sản xuất ra các loại màng và tấm mỏng bằng nhựa PP phục vụ cho sản xuất Clear File, 2Ring File, PP Holder. PP Bag… Các thiết bị sản xuất: 3 máy đùn tấm mỏng PP, 1 máy đùn bìa PP, 5 máy Clear Holder, 2 máy cấn bế, 1 máy Co-IPP, 2 máy single IPP, 2 máy trộn nhựa tự động, 3 máy xay nhựa, 5 chuyền đóng gói Clear Holder. [8] 1.1.5.5. Bộ phận Clear File. Hình 1.8 Hoạt động của bộ phận Clear Flie[8] - 10 - Là bộ phận không ngừng nâng cao chất lượng, mở rộng kinh doanh, hướng tới trở thành nhà sản xuất PP file hàng đầu Châu Á. Các thiết bị sản xuất: 3 máy Bag Makin, 4 máy hàn điểm, 5 máy Impulse, 6 máy hàn siêu âm, 1 máy đóng rivet, 4 chuyền sản xuất Clear File, 1 chuyền sản xuất 2 Ring File, 2 máy hàn nhiệt, 1 máy cấn định hình, 1 máy cấn gáy. [8] 1.1.5.6. Bộ phận Flat File. Hình 1.9 Hoạt động của bộ phận Flat Flie [8]. Được thành lập và đi vào sản xuất đầu năm 2004, đây là bộ phận sản xuất các loại file giấy. Hầu hết các sản phẩm file giấy của PLUS Việt Nam được xuất sang Nhật Bản. Với mục tiêu đẩy mạnh hơn nữa năng lực cạnh tranh và trở thành công ty hàng đầu trong lĩnh lực sản xuất file giấy. PLUS Việt Nam đã đẩy mạnh đầu tư mới trang thiết bị sản xuất, không ngừng đưa ra các chủng loại file mới nhằm đa dạng hóa các chủng loại sản phẩm và nâng cao năng lực sản xuất. Các thiết bị sản xuất: 2 máy in offset, 3 Máy Stitcher, 1 máy đóng gói tự động, 2 chuyền lắp ráp Flat File, 1 máy dán keo và lắp ráp tự động, 1 máy gắn khoen Rado, 1 máy gắn khoen Finger, 1 máy đóng Rivet (4 đầu), 1 máy hàn nhiệt. [8] - 11 - 1.1.5.7. Bộ phận In. Hình 1.10 Hoạt động của bộ phận In [8]. Các sản phẩm băng xóa, băng dán, bấm v.v... trước khi chuyển đến bộ phận lắp ráp để hoàn tất công đoạn cuối cùng đều trải qua công đoạn in, sử dụng kỹ thuật hiện đại và trang thiết bị được nhập từ Nhật Bản cho phép tạo ra được những bản in trên các vật tư nhựa với chất lượng hoàn hảo. [8] Các thiết bị sản xuất chính: 09 máy in Tampo, 1 máy in nhiệt, 1 chuyền sơn. - 12 - 1.1.6. Giới thiệu các sản phẩm của công ty. 1.1.6.1. Các loại sản phẩm băng dán. Hình 1.11 Sản phẩm băng dán [8]. Công dụng: Dùng để dán các hồ sơ, giấy tờ, bìa thư, tem … [8] 1.1.6.2. Các loại sản phẩm bìa đựng hồ sơ, giấy tờ. Hình 1.12 Sản phẩm bìa đựng hồ sơ, giấy tờ [8]. Công dụng: Dùng để đựng các công văn giấy tờ. [8] - 13 - 1.1.6.3. Các loại sản phẩm bấm kim và kim bấm. Hình 1.13 Sản phẩm bấm kim và kim bấm [8]. Công dụng: Dùng để bấm các giấy tờ, văn bản… lại với nhau. [8] 1.1.6.4. Các loại sản phẩm bấm lỗ. Hình 1.14 Sản phẩm bấm lỗ [8]. Công dụng: Dùng để tạo lỗ các loại giấy tờ, văn bản… [8] - 14 - 1.1.6.5. Sản phẩm kéo. Hình 1.15 Sản phẩm kéo [8]. Công dụng: Dùng để cắt giấy tờ, văn bản… [8] 1.1.6.6. Sản phẩm kẹp từ. Hình 1.16 Sản phẩm kẹp từ [8]. Công dụng: Dùng để kẹp các giấy tờ, văn bản… lại với nhau và gắn lên bảng sắt, tủ sắt...[8] 1.1.6.7. Sản phẩm mở bao thư. Hình 1.17 Sản phẩm mở bao thư [8]. Công dụng: Dùng để kẹp các giấy tờ, văn bản… lại với nhau và gắn lên bảng sắt, tủ sắt...[8] - 15 - 1.1.6.8. Các loại sản phẩm băng xóa. Hình 1.18 Sản phẩm băng xóa [8]. Công dụng: Dùng để tẩy xóa các lỗi sai trong văn bản, giấy tờ, công văn. [8] - 16 - CHƯƠNG 2 CƠ SỞ LÝ THUYẾT 2.1. Các thiết bị khí nén 2.1.1. Máy nén khí ™ Ký hiệu và hình ảnh: Hình 2.1 Máy nén khí công nghiệp Atlas Copco GA 200-500 [11]. Máy nén khí được phân loại theo áp suất hoặc theo nguyên lý hoạt động. Đối với nguyên lý hoạt động ta có: ¾ Máy nén theo nguyên lý thể tích: máy nén pít tông, máy nén cánh gạt. ¾ Máy nén tua bin là được dùng cho công suất rất lớn và không kinh tế khi sử dụng lưu lượng dưới mức 600m3/phút. Vì thế nó không mang lại áp suất cần thiết cho ứng dụng điều khiển khí nén và hiếm khi sử dụng. ™ Giới thiệu từng loại máy: ¾ Máy nén khí pít tông (Reciprocating compressors): Hình 2.2 Máy nén khí kiểu pít tông - 17 - Máy nén pít tông là máy nén phổ biến nhất và có thể cung cấp năng suất đến 500m3/phút. Máy nén 1 pít tông có thể nén khí khoảng 6 bar và ngoại lệ có thể đến 10 bar, máy nén kiểu pít tông có hai cấp có thể nén đến 15 bar, 3-4 cấp lên đến 250 bar. Lưu lượng của máy nén pít tông: Qv = V.n. ηv. 10-3 [lít/phút] [11] Trong đó: V - Thể tích của khí nén tải đi trong một vòng quay [cm3] n - Số vòng quay của động cơ máy nén [vòng/phút] ηv – Hiệu suất nén [%] ¾ Máy nén kiểu cánh gạt (Rotary compressors): Hình 2.3 Máy nén khí kiểu cánh gạt [11]. Nguyên lý hoạt động: Không khí sẽ được vào buồng hút. Nhờ rotor và stator đặt lệch tâm, nên khi rotor quay chiều sang phải thì không khí vào buồng nén. Sau đó khí nén sẽ đi ra buồng này [11]. Lưu lượng của máy tính theo công thức: Qv = (π.D – z.a).2.e.b.n.λ [m3/phút] [11] Trong đó: a – Chiều dày cánh gạt [m] e – Độ lệch tâm [m] z – Số cánh gạt D – Đường kính stator [m] - 18 - n – Số vòng quay rotor [vòng/phút] b – Chiều rộng cánh gạt [m] λ – Hiệu suất [0,7 – 0,8] ™ Công dụng: Hệ thống phân phối khí nén có nhiệm vụ chuyển không khí nén từ nơi sản xuất đến nơi tiêu thụ, đảm bảo áp suất và lưu lượng Q và chất lượng khí nén cho các thiết bị làm việc, ví dụ như van, động cơ khí, xy lanh khí…. Hình 2.4 Hệ thống cung cấp khí nén công nghiệp [11]. Truyền tải không khí nén được thực hiện bằng hệ thống ống dẫn khí nén, chú ý đối với hệ thống ống dẫn khí có thể là mạng đường ống được lắp ráp cố định (trong toàn nhà máy) và mạng đường ống lắp ráp trong từng thiết bị [11] 2.1.2 Xy lanh khí nén Là thiết bị chấp hành khi cuộn Selenoid kích hoạt tín hiệu. Xy lanh có nhiệm vụ biến đổi năng lượng thế năng hay động năng của lưu chất thành năng lượng cơ học – chuyển động thẳng hay chuyển động quay (<360o). Xy lanh được chia làm 2 loại: xy lanh lực và xy lanh quay. Trong xy lanh lực, chuyển động tương đối giữa pít tông với xy lanh là chuyển động tịnh tiến. Trong xy lanh quay chuyển động giữa pít tông với xy lanh là chuyển động quay [11] - 19 - ™ Ký hiệu và hình ảnh: Hình 2.5 Xy lanh khí nén [4]. ™ Cấu tạo: Hình 2.6 Cấu tạo bên trong xy lanh [11] 1 – Pít tông 7 – Nắp xy lanh 2 – Đệm kín pít tông 8, 13 – Cửa lưu chất 3 – Trục pít tông 9 – Thân xy lanh 4 – Dẫn hướng trục 10 – Buồng trục 5 – Đệm kín trục 11 – Buồng pít tông 6 – Vòng chắn bụi 12 – Đế xy lanh ™ Phương pháp chọn xy lanh. Tính toán lực tác động của Pít tông: ƒ Lực tác động của Pít tông phụ thuộc vào các yếu tố như: Áp suất không khí nén, đường kính Xy lanh và sự ma sát của các bộ phận làm kín. Về mặt lý thuyết lực Pít tông được tính gần đúng bằng công thức: Eth= A* P. [2] Trong đó Fth: là lực Pít tông. A: Diện tích tác dụng của Pít tông (m2). P: Áp suất hoạt động (Pa). - 20 - ƒ Lực tác động lên cần pít tông của Xy lanh tác động kép, khi pít tông đi ra: FA= A1 * Pc2 * ŋ [2] Trong đó : FA[da.N] : Lực tác động khi cấn Pít tông đi ra. A1[cm2] : Diện tích mặt đáy Pít tông A1 = ∏ *D2/4. D[cm] : Đường kính mặt đáy Pít tông. Pc2 [Bar]: Áp suất khí nén trong Xy lanh. Ŋ : Hiệu suất Xy lanh (thông thường ŋ = 0.8). ƒ Lực tác đông khi cần Pít tông đi vào: FE = A2 * Pc2 * ŋ [2] Trong đó : FE[da.N] : Lực tác động khi cần Pít tông đi vào. A2[cm2]: Diện tích vòng găng Pít tông. A2 = ∏ * (D2 –d2) / 4. [2] D(cm): Đường kính mặt đáy Pít tông. d (cm): Đường kính cần Pít tông. Pe2[Bar]: Áp suất khí nén trong Xy lanh. Ŋ : Hiệu suất Xy lanh. Thông thường ŋ = 0.8. ƒ Tải trọng cho phép của cần Pít tông: Hình 2.7 Hình mô phỏng tải trọng cho phép của cần pít tông.