Đồ án Nghiên cứu, thiết kế hệ thống đo kiểm, đánh giá chất lượng sản phẩm bằng kỹ thuật cộng hưởng âm (Phần 1)

Nội dung text: Đồ án Nghiên cứu, thiết kế hệ thống đo kiểm, đánh giá chất lượng sản phẩm bằng kỹ thuật cộng hưởng âm (Phần 1)

1. BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP.HCM KHOA CƠ KHÍ CHẾ TẠO MÁY ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGÀNH CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY NGHIÊN CỨU, THIẾT KẾ HỆ THỐNG ÐO KIỂM, ÐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG SẢN PHẨM CHẾ TẠO CƠ KHÍ BẰNG PHƯƠNG PHÁP CỘNG HUỞNG ÂM GVHD: PGS. TS. ÐẶNG THIỆN NGÔN SVTH: BÙI TẤN LƯỢNG MSSV:13143200 S K L 0 0 4 9 7 5 Tp. Hồ Chí Minh, tháng 07/2017
2. TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP. HỒ CHÍ MINH KHOA CƠ KHÍ CHẾ TẠO MÁY BỘ MÔN CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGHIÊN CỨU, THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐO KIỂM, ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG SẢN PHẨM CHẾ TẠO CƠ KHÍ BẰNG PHƯƠNG PHÁP CỘNG HƯỞNG ÂM GVHD: PGS. TS. ĐẶNG THIỆN NGÔN SVTH: BÙI TẤN LƯỢNG MSSV:13143200 Tp. Hồ Chí Minh, tháng 7 năm 2017
3. TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP. HỒ CHÍ MINH KHOA CƠ KHÍ CHẾ TẠO MÁY BỘ MÔN CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGHIÊN CỨU, THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐO KIỂM, ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG SẢN PHẨM CHẾ TẠO CƠ KHÍ BẰNG PHƯƠNG PHÁP CỘNG HƯỞNG ÂM GVHD: PGS. TS. ĐẶNG THIỆN NGÔN SVTH: BÙI TẤN LƯỢNG MSSV: 13143200 Tp. Hồ Chí Minh, tháng 7 năm 2017 i
4. TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP. HCM CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM KHOA CƠ KHÍ CHẾ TẠO MÁY Độc lập - Tự do – Hạnh phúc NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Giảng viên hướng dẫn: PGS. TS. Đặng Thiện Ngôn Sinh viên thực hiện: Bùi Tấn Lượng MSSV: 13143200 1. Tên đề tài: Nghiên cứu, thiết kế hệ thống đo kiểm, đánh giá chất lượng sản phẩm bằng kỹ thuật cộng hưởng âm 2. Các số liệu, tài liệu ban đầu: - Chi tiết mặt bích. - Sử dụng âm thanh (sóng âm) để phân tích, đánh giá chất lượng sản phẩm. 3. Nội dung chính của đồ án: - Khảo sát, tìm hiểu về các phương pháp đo kiểm, đánh giá chất lượng sản phẩm chế tạo cơ khí; - Khảo sát phương thức đo kiểm đánh giá chất lượng sản phẩm chế tạo cơ khí hiện tại (chi tiết mặt bích) tại công ty PV-VT; - Tổng quan về lý thuyết và ứng dụng kỹ thuật cộng hưởng âm; - Đề xuất nguyên lý và kết cấu tổng thể của hệ thống đo kiểm đánh giá chất lượng sản phẩm bằng kỹ thuật cộng hưởng âm (cho sản phẩm chi tiết mặt bích); - Tính toán, thiết kế các kết cấu cơ khí và tính chọn các thiết bị khác; - Tập bản vẽ chi tiết, bản vẽ lắp; - Tập thuyết minh, poster. 4. Các sản phẩm dự kiến - Tập bản vẽ chi tiết, bản vẽ lắp, clip minh hoạ; - Tập thuyết minh, poster. 5. Ngày giao đồ án: 06/03/2017 6. Ngày nộp đồ án: 15/07/2017 7. Ngôn ngữ trình bày: Bản báo cáo: Tiếng Anh  Tiếng Việt  Trình bày bảo vệ: Tiếng Anh  Tiếng Việt  TRƯỞNG KHOA TRƯỞNG BỘ MÔN GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN (Ký, ghi rõ họ tên) (Ký, ghi rõ họ tên) (Ký, ghi rõ họ tên) ii
5. HO CHI MINH CITY UNIVERSITY OF TECHNOLOGY AND EDUCATION FACULTY OF MECHANICAL ENGINEERING Website: fme.hcmute.edu.vn Email: kckctm@hcmute.edu.vn Facebook: Capstone Project Proposal Advisor: Assoc. Prof. Dr.-Ing. Đặng Thiện Ngôn Student: Bùi Tấn Lượng Student ID: 13143200 1. Title of Capstone Project: Research and development of a evaluation test system of product quality using acoustic resonance engineering 2. Responsibility: - Flange part; - Using acoustic resonance engineering to test and evaluate product quality; 3. Main Content: - Survey of test, evaluation methods of mechanical products; - Survey of test, evaluation method of current mechanical product (flange part) in PV-VT company; - Overview of the theory and application of the acoustic resonance engineering; - Proposal of a principle and overall structure of the quality test system using acoustic resonance engineering (flange part); - Calculation, design of the mechanical structure and caculation, choice of other components; - Fabrication of a prototype for test and evaluation; - Set of part drawings, assembly drawings, illustration clips; - Report, poster. 4. Expected Results - Set of part drawings, assembly drawings, illustration clips; - Report, poster. 5. Delivery date: 06/03/2017 6. Submission date: 15/07/2017 7. Language: Report: English  Vietnamese  Oral presentation: English  Vietnamese  Dean Head of Department Advisor iii
6. TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP. HCM CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM KHOA CƠ KHÍ CHẾ TẠO MÁY Độc lập - Tự do – Hạnh phúc Bộ môn Công nghệ chế tạo máy PHIẾU NHẬN XÉT ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP (Dành cho giảng viên hướng dẫn) Họ và tên sinh viên: Bùi Tấn Lượng MSSV: 13143200 Hội đồng: CKM - 5 Tên đề tài: Nghiên cứu thiết kế hệ thống đo kiểm đánh giá chất lượng sản phẩm chế tạo cơ khí bằng phương pháp cộng hưởng âm Ngành đào tạo: Công nghệ chế tạo máy Họ và tên GV hướng dẫn: PGS.TS. Đặng Thiện Ngôn Ý KIẾN NHẬN XÉT 1. Nhận xét về tinh thần, thái độ làm việc của sinh viên (không đánh máy) 2. Nhận xét về kết quả thực hiện của ĐATN(không đánh máy) 2.1.Kết cấu, cách thức trình bày ĐATN: 2.2 Nội dung đồ án: (Cơ sở lý luận, tính thực tiễn và khả năng ứng dụng của đồ án, các hướng nghiên cứu có thể tiếp tục phát triển) 2.3.Kết quả đạt được: iv
7. 2.4. Những tồn tại (nếu có): 3. Đánh giá: Điểm Điểm đạt TT Mục đánh giá tối đa được 1. Hình thức và kết cấu ĐATN 30 Đú ng format vớ i đầy đủ cả hình thứ c và nôị dung của cá c 10 muc̣ Mục tiêu, nhiệm vụ, tổng quan của đề tài 10 Tính cấp thiết của đề tài 10 2. Nội dung ĐATN 50 Khả năng ứng dụng kiến thức toán học, khoa học và kỹ 5 thuật, khoa hoc̣ xã hôị Khả năng thực hiện/phân tích/tổng hợp/đánh giá 10 Khả năng thiết kế chế tạo một hệ thống, thành phần, hoặc 15 quy trình đáp ứng yêu cầu đưa ra với những ràng buộc thực tế. Khả năng cải tiến và phát triển 15 Khả năng sử dụng công cụ kỹ thuật, phần mềm chuyên 5 ngành 3. Đánh giá về khả năng ứng dụng của đề tài 10 4. Sản phẩm cụ thể của ĐATN 10 Tổng điểm 100 4. Kết luận:  Được phép bảo vệ  Không được phép bảo vệ TP.HCM, ngày tháng năm 2017 Giảng viên hướng dẫn ((Ký, ghi rõ họ tên) v
8. TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP. HCM CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM KHOA CƠ KHÍ CHẾ TẠO MÁY Độc lập - Tự do – Hạnh phúc Bộ môn Công nghệ chế tạo máy PHIẾU NHẬN XÉT ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP (Dành cho giảng viên phản biện) Họ và tên sinh viên: Bùi Tấn Lượng MSSV:13143200 Hội đồng: CKM - 5 Tên đề tài: Nghiên cứu thiết kế hệ thống đo kiểm đánh giá chất lượng sản phẩm chế tạo cơ khí bằng phương pháp cộng hưởng âm Ngành đào tạo: Công nghệ chế tạo máy Họ và tên GV phản biện: (Mã GV) PGS.TS. Trần Ngọc Đảm Ý KIẾN NHẬN XÉT 1. Kết cấu, cách thức trình bày ĐATN: 2. Nội dung đồ án: (Cơ sở lý luận, tính thực tiễn và khả năng ứng dụng của đồ án, các hướng nghiên cứu có thể tiếp tục phát triển) 3. Kết quả đạt được: 4. Những thiếu sót và tồn tại của ĐATN: vi
9. 5. Câu hỏi: 6. Đánh giá: Điểm Điểm đạt TT Mục đánh giá tối đa được 1. Hình thức và kết cấu ĐATN 30 Đú ng format vớ i đầy đủ cả hình thứ c và nôị dung của cá c muc̣ 10 Mục tiêu, nhiệm vụ, tổng quan của đề tài 10 Tính cấp thiết của đề tài 10 2. Nội dung ĐATN 50 Khả năng ứng dụng kiến thức toán học, khoa học và kỹ thuật, 5 khoa hoc̣ xã hôị Khả năng thực hiện/phân tích/tổng hợp/đánh giá 10 Khả năng thiết kế, chế tạo một hệ thống, thành phần, hoặc quy 15 trình đáp ứng yêu cầu đưa ra với những ràng buộc thực tế. Khả năng cải tiến và phát triển 15 Khả năng sử dụng công cụ kỹ thuật, phần mềm chuyên ngành 5 3. Đánh giá về khả năng ứng dụng của đề tài 10 4. Sản phẩm cụ thể của ĐATN 10 Tổng điểm 100 7. Kết luận:  Được phép bảo vệ  Không được phép bảo vệ TP.HCM, ngày tháng năm 2017 Giảng viên phản biện ((Ký, ghi rõ họ tên) vii
10. LỜI CẢM ƠN Trên thực tế, không có sự thành công nào mà không có sự giúp đỡ, dù ít hay nhiều dù trực tiếp hay gián tiếp của người khác. Trước hết, em xin gửi lời cám ơn chân thành, sâu sắc và kính trọng nhất đến thầy hướng dẫn PGS.TS. Đặng Thiện Ngôn. Thầy đã luôn theo sát, hỗ trợ nhiệt tình, truyền cảm hứng, động lực để em luôn luôn cố gắng và hoàn thành đề tài. Một lần nữa em xin chân thành cảm ơn thầy. Con xin cảm ơn ba mẹ, đã luôn âm thầm theo dõi, hỗ trợ, tin tưởng, tạo mọi điều kiện tốt đẹp nhất có thể để con có được những thành quả như ngày hôm nay. Con xin cảm ơn ba mẹ. Bên cạnh đó em cũng không quên gửi lời cảm ơn đến tập thể quý thầy cô giáo trong khoa Cơ khí chế tạo máy trường Đại học Sư Phạm Kỹ Thuật Tp. Hồ Chí Minh đã truyền đạt những kiến thức cơ bản, tạo nền tảng vững chắc cho em cũng như các bạn sinh viên khác. Xin gửi lời cảm ơn đến tất thầy cô giáo trong trường Đại học Sư Phạm Kỹ Thuật Tp. Hồ Chí Minh. Cuối cùng em không quên gửi lời cám ơn chân thành đến bạn bè đã giúp đỡ em hết mình trong suốt quá trình hoàn thành đề tài tốt nghiệp. Tp. Hồ Chí Minh, ngày 25 tháng 07 năm 2017 Sinh viên thực hiện Bùi Tấn Lượng viii
11. TÓM TẮT NỘI DUNG ĐỀ TÀI Đây là đề tài mang tính chất thực tiễn cao, nghiên cứu phát triển một phương án kiểm tra không phá hủy mới. Một phương án vừa giữ lại những ưu điểm của các phương án truyền thống mà vừa khắc phục được những nhược điểm còn tồn tại. Dựa trên những tính chất vật lý của âm thanh và mỗi vật thể có một tần số âm thanh cộng hưởng riêng. Đưa ra những phương pháp phân tích để đánh giá sự toàn vẹn cấu trúc của chi tiết cơ khí. Nội dung đồ án bao gồm việc phân tích chi tiết chế tạo cơ khí cụ thể (mặt bích), phân tích các phương pháp kiểm tra truyền thống, nghiên cứu các phương pháp phân tích tín hiệu âm thanh, các thiết bị thu nhận, phân tích tín hiệu âm thanh. Từ đó thiết kế hệ thống, trình bày nguyên lý hoạt động, bố trí, lắp đặt các thành phân lên hệ thống sao cho tối ưu nhất. Tiến hành phân tích và đề xuất phương pháp xây dựng cơ sở dữ liệu. Ở đây vì không có đủ thời gian và kinh phí nên đề tài chỉ dừng lại ở phạm vi nghiên cứu, đề xuất. ix
12. MỤC LỤC ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP i NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ii PHIẾU NHẬN XÉT ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP (Dành cho giảng viên hướng dẫn) iv PHIẾU NHẬN XÉT ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP (Dành cho giảng viên phản biện) vi LỜI CẢM ƠN viii TÓM TẮT NỘI DUNG ĐỀ TÀI ix MỤC LỤC x DANH MỤC CÁC BẢNG xv DANH MỤC CÁC HÌNH xvi DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT xviii MỞ ĐẦU 1 1. Đặt vấn đề 1 2. Mục tiêu đề tài 1 3. Đối tượng nghiên cứu 2 4. Phạm vi nghiên cứu 2 5. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài 2 CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN CÁC PHƯƠNG PHÁP ĐO LƯỜNG, KIỂM TRA ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG SẢN PHẨM CƠ KHÍ 3 1.1 Các phương pháp đo lường trong cơ khí 3 1.1.1 Định nghĩa 3 1.1.2 Các nguyên tắc cơ bản khi đo 3 1.1.3 Dụng cụ đo 4 1.2 Các phương pháp kiểm tra chất lượng sản phẩm cơ khí 4 1.2.1 Phương pháp kiểm tra phá hủy 5 1.2.1.1 Định nghĩa 5 1.2.1.2 Các phương pháp kiểm tra 5 a) Thử kéo ngang 5 x
13. b) Thử kéo kim loại đắp 6 c) Thử độ dai va đập 7 d) Thử độ cứng 7 e) Thử uốn 9 1.2.2 Phương pháp kiểm tra không phá hủy 10 1.2.2.1 Định nghĩa 10 1.2.2.2 Phân loại 11 1.2.3 So sánh phương pháp kiểm tra phá hủy và không phá hủy 12 1.3 Chế tạo và kiểm soát chất lượng mặt bích tại công ty PV-VT 15 1.3.1 Công nghệ chế tạo chi tiết mặt bích tại công ty PV-VT 15 1.3.1.1 Sơ lược về chi tiết mặt bích tại công ty PV-VT 15 a) Chi tiết mặt bích D140 15 b) Ống nối 1 1/2 inch 17 1.3.1.2 Quy trình công nghệ gia công mặt bích tại công ty 18 a) Quy trình công nghệ gia công mặt bích D 140 18 b) Quy trình công nghệ gia công ống nối 21 c) Hàn tạo mặt bích hoàn chỉnh tại công ty PV-VT 21 1.3.2 Phương pháp đánh giá chất lượng mặt bích tại công ty PV-VT 22 1.3.2.1 Yêu cầu của việc đánh giá chất lượng 22 1.3.2.2 Các hư hỏng thường gặp trên mặt bích của công ty PV-VT 23 1.3.2.3 Phương pháp đánh giá chất lượng tại công ty PV-VT 23 a) Phương pháp kiểm tra bột từ 23 b) Phương pháp kiểm tra siêu âm 25 1.3.2.4 Quy trình đánh giá chất lượng mặt bích 26 1.3.3 Tồn tại của công việc kiểm tra đánh giá chất lượng chi tiết mặt bích tại công ty PV-VT 27 1.4 Các nghiên cứu trong và ngoài nước 28 1.4.1 Trong nước 28 1.4.2 Ngoài nước 29 xi
14. 1.5 Các công việc nghiên cứu dự kiến 29 CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT CỘNG HƯỞNG ÂM 30 2.1 Lý thuyết về tín hiệu 30 2.1.1 Khái niệm về tín hiệu 30 2.1.2 Khái niệm và phân loại hệ xử lí tín hiệu 30 2.2 Phương pháp phân tích tín hiệu âm thanh 30 2.2.1 Phương pháp phân tích Wavelet 31 2.2.1.1 Phép biến đổi Wawelet liên tục 31 2.2.1.2 Phép biến đổi Wawelet rời rạc 33 2.2.1.3 Tính chất của phép biến đổi Wavelet 34 2.1.3.4 Một số ứng dụng của phép biến đổi Wawelet 35 2.2.2 Cơ sở toán học phép biến đổi Fourier 35 2.2.2.1 Lý thuyết phép biến đổi Fourier của tín hiệu liên tục 36 2.2.2.2 Biến đổi Fourier rời rạc 37 a) Biểu thức tính biến đổi Fourier của tín hiệu rời rạc tuần hoàn 37 b) Phép biến đổi Fourier của tín hiệu rời rạc dài hữu hạn 39 2.2.2.3 Một số ứng dụng của DFT 40 a) Phân tích phổ tín hiệu 40 b) Tính tín hiệu ra hệ thống rời rạc LTI 41 2.2.2.4 Tính nhanh DFT bằng thuật toán FFT 41 a) Hiệu quả tính toán của FFT 41 b) Nguyên tắc của FFT 42 2.3 Lý thuyết cộng hưởng âm 42 2.3.1 Khái quát về âm học 42 2.3.1.1 Khái niệm âm thanh 42 2.3.1.2 Bản chất vật lý của âm thanh 43 2.3.1.3 Đặc trưng sinh lý của âm thanh 45 2.3.1.4 Phổ của tín hiệu 45 2.3.1.5 Ảnh hưởng của biên độ và tần số 45 xii
15. 2.3.2 Hiện tượng cộng hưởng 45 2.3.3 Hiện tượng cộng hưởng âm thanh 46 2.4 Lý thuyết dao động 47 2.4.1 Một vài khái niệm và định nghĩa 47 2.4.2 Nguyên nhân gây ra dao động 48 2.4.3 Các dạng phương trình dao động 48 2.4.3.1 Dao động tự do của hệ tuyến tính một bậc tự do 48 2.4.3.2 Dao động cưỡng bức của hệ tuyến tính một bậc tự do 49 2.5 Ứng dụng cộng hưởng âm trong chẩn đoán chất lượng sản phẩm 52 2.5.1 Nguyên lý 52 2.5.2 Sơ đồ hệ thống chẩn đoán 53 2.5.3 Khả năng kiểm tra và các ưu nhược điểm của phương pháp kiểm tra cộng hưởng âm 54 CHƯƠNG 3: Ý TƯỞNG VÀ PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ 56 3.1 Yêu cầu thiết kế 56 3.2 Ý tưởng thiết kế 56 3.3 Thiết kế máy tạo cộng hưởng âm 56 3.3.1 Đề xuất nguyên lý hệ thống 56 3.3.2 Tính toán, thiết kế hệ thống băng tải 57 3.3.2.1 Xác định chiều rộng băng tải 57 3.3.2.2 Xác định lực căng tại các điểm đặc trưng 58 3.3.2.3 Xác định số lớp vải cần thiết trong băng 60 3.3.2.4 Chọn động cơ băng tải 60 3.3.2.4 Xác định các kích thước cơ bản của tang 61 3.4 Thiết bị thu nhận và xử lý tín hiệu âm thanh 61 3.4.1 Sơ đồ khối thu nhận tín hiệu âm thanh 61 3.4.2 Thiết bị và phần mềm thu nhận tín hiệu âm thanh 61 3.4.2.1 Microphone 61 3.4.2.2 NI compact DAQ 9172 62 xiii
16. 3.4.2.3 Thiết bị thu nhận tín hiệu NI9233 62 3.4.2.4 Phần mềm thu nhận tín hiệu 63 3.4.2.4 Cách thu tín hiệu âm thanh 63 3.4 Thuật toán và phần mềm xử lí tín hiệu 65 3.4.1 Phần mềm xử lí tín hiệu 65 3.4.2 Thuật toán xử lí tín hiệu 66 3.5 Xây dựng cơ sở dữ liệu đánh giá chất lượng mặt bích bằng phương pháp cộng hưởng âm 67 3.5.1 Cộng hưởng âm 67 3.5.2 Ảnh hưởng của biên độ và tần số 67 3.5.3 Phương pháp xây dựng cơ sở dữ liệu 68 3.6 Tổng hợp thiết bị 69 KẾT LUẬN – KIẾN NGHỊ 72 1. Kết luận 72 2. Kiến nghị 72 TÀI LIỆU THAM KHẢO 73 PHỤ LỤC 74 xiv
17. DANH MỤC CÁC BẢNG Số hiệu Tên bảng Trang bảng 1.1 So sánh ưu nhược điểm các phương pháp kiểm tra 12 Các ưu nhược điểm của phương pháp kiểm tra chất lượng sản 2.1 57 phẩm bằng phương pháp cộng hưởng âm Các thành phần, thiết bị trong hệ thống đo kiểm đánh giá chất 3.1 69 lượng sản phẩm mặt bích bằng phương pháp cộng hưởng âm xv
18. DANH MỤC CÁC HÌNH Số hiệu Tên hình Trang hình 1.1 Ảnh minh họa nguyên tắc Abbe 3 1.2 Các dụng cụ đo cầm tay thông dụng 4 1.3 Máy đo thông số bánh răng 4 1.4 Thiết bị đo độ đồng tâm 4 1.5 Biểu đồ thử kéo kim loại 6 1.6 Mẫu thử độ dai va đập 7 1.7 Sơ đồ nguyên lý đo độ cứng Brinell 8 1.8 Đo độ cứng Vicker, đầu đo kim cương vuông 8 1.9 Đo độ cứng Rockwell 9 1.10 Mẫu thử uốn và các khuyết tật khi uốn 10 1.11 Sơ đồ nguyên lý thử uốn 10 1.12 Chi tiết mặt bích chế tạo tại công ty PV-VT 15 1.13 Mặt bích D 140 của công ty PV-VT 16 1.14 Chi tiết mặt bích 1 1/2 inch 16 1.15 Phôi thép tấm 17 1.16 Ống nối 17 1.17 Ống thép ∅49 mm 18 1.18 Các mặt gia công trên chi tiết mặt bích 18 1.19 Sơ đồ gá đặt gia công mặt A 18 1.20 Sơ đồ gá đặt gia công mặt B, C, D 19 1.21 Sơ đồ gá đặt gia công lỗ bậc 20 1.22 Sơ đồ gá đặt khoan 4 lỗ 20 1.23 Các mặt gia công ống nối 21 1.24 Sơ đồ gá đặt gia công ống nối 21 1.25 Hàn tạo chi tiết mặt bích hoàn chỉnh 22 1.26 Gông từ (MY – 2) 24 1.27 Máy siêu âm cầm tay (MFD 350B) 25 1.28 Quy trình kiểm tra chất lượng mặt bích tại công ty PV-VT 26 2.1 Đồ thị một số hàm Morlet với các hệ số Morlet thông dụng 32 2.2 Minh họa lưới nhị tố dyadic với các giá trị của m và n 34 2.3 Mô tả sóng âm 43 xvi
19. 2.4 Vận tốc truyền âm trong một số mối trường 44 Các giá trị nguy hiểm của biên độ tăng theo quy luật tuyến 2.5 51 tính với thời gian t 2.6 Quá trình biến đổi của giá trị tuyệt đối của hệ số động lực 51 2.7 Mô hình tham số rời rạc của một bậc tự do (SDOF) 53 Sơ đồ hệ thống đo kiểm đánh giá chất lượng mặt bích bằng 2.8 54 phương pháp cộng hưởng âm [7] Sơ đồ kết cấu sơ bộ hệ thống đo kiểm đánh giá chất lượng 3.1 57 mặt bích 3.2 Bản vẽ sơ bộ mô hình 57 3.3 Sơ đồ nguyên lí tính toán bề rộng băng tải 58 3.4 Sơ đồ lực căng băng tải 58 3.5 Sơ đồ khối thu nhận tín hiệu âm thanh [7] 61 3.6 Microphone GRAS AA0027 61 3.7 NI compact DAQ 9172 62 3.8 Thiết bị thu nhận tín hiệu NI9233 63 3.9 Add Step 64 3.10 Chọn thu nhận tín hiệu âm thanh 64 3.11 Chọn kênh đo 64 3.12 Thiết lập các thông số của tín hiệu 65 3.13 Ví dụ thu nhận một tín hiệu âm thanh 65 3.14 Sơ đồ khối phân tích tín hiệu âm thanh 66 3.15 Mẫu code phân tích tín hiệu âm thanh 67 3.16 Ví dụ phổ một tín hiệu âm thanh sau khi phân tích 67 3.17 Sóng có biên độ thấp (a), biên độ cao (b) 68 3.18 Sóng âm có tần số thấp (a) và tần số cao (b) 68 xvii
20. DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT Từ viết tắt Phiên dịch RT Radiographic Testing MT Magnetic Particle Testing PT Dye Penetrant Testing UT Ultrasonic Test NDT Non-Destructive Testing NDE Non-Destructive Evaluation FFT Fast Fourier Transform CWT Continuous Wavelet Transform DWT Discrete Wavelet Transform WSD Wavelet Shrinkage Denoising DFT Discrete Fourier Transform DTFT Discrete-Time Fourier Transform IDFT Inverse Discrete Fourier Transform LTI Linear Time Invariant NTQ Nghiệm tổng quát RAM NDT Resonance Acoustic Method Non-Destructive Testing DOF Degree Of Freedom SDOF Single Degree Of Freedom xviii
21. MỞ ĐẦU 1. Đặt vấn đề Ngành cơ khí là một trong những ngành mũi nhọn, đóng vai trò đầu tàu trong sự nghiệp công nghiệp hóa, hiện đại hóa đất nước. Các thiết bị cơ khí được sử dụng rộng rãi trong công nghiệp cũng như trong cuộc sống. Việc kiểm tra chất lượng sản phẩm cơ khí là khấu bắt buộc trước khi sản phẩm được đưa ra thị trường. Hiện có nhiều phương pháp kiểm tra như: bột từ (Magnetic Particle Testing), thẩm thấu (Dye Penetrant Testing), dòng điện xoáy (Eddy Current Testing), chụp ảnh phóng xạ (Radiographic Testing), kiểm tra siêu âm (Ultrasonic Test), kiểm tra bằng truyền âm (Acoustic Emission). Các phương pháp kiểm tra chất lượng sản phẩm truyền thống bộc lộ ngày càng nhiều các khuyết điểm. Phương pháp chụp phim (RT), phương pháp kiểm tra từ tính (MT), phương pháp thẩm thấu (PT) gây ô nhiễm môi trường. Phương pháp từ tính (MT), phương pháp thẩm thấu (PT), phương pháp siêu âm (UT) chỉ được sử dụng đối với một vài loại vật liệu nhất định. Tất cả phương pháp trên đòi hỏi người kiểm tra phải được đào tạo một cách bài bản trước khi tham gia vào quá trình đánh giá. Cũng vì thế độ chính xác kiểm tra phụ thuộc vào tay nghề người thực hiện làm giảm độ tin cậy của việc kiểm tra. Thời gian thực hiện quá trình kiểm tra lớn (5 – 10 phút cho một sản phẩm). Tuy nhiên hiện nay, cùng với việc chuyên môn hóa sản xuất, số lượng hàng hóa sản xuất ngày càng lớn, yêu cầu về mặt chất lượng ngày càng khắc khe hơn. Từ đó yêu cầu sản phẩm phải được kiểm tra một cách nghiêm ngặt, chính xác cao nhưng chi phí phải được hạ thấp. Bên cạnh đó, việc bảo vệ môi trường cũng phải được đặt lên hàng đầu. Chính vì vậy, yêu cầu, đòi hỏi cần có một phương pháp NDT (Non-Destructive Testing) mới. phương pháp mới này phải giữ được những ưu điểm của nhưng phương pháp cũ nhưng phải khắc phục được những khuyết điểm tồn tại. Phương pháp đánh giá chất lượng sản phẩm cơ khí bằng phương pháp cộng hưởng âm ra đời khắc phục những nhược điểm của các phương pháp nêu trên: độ chính xác cao, độ trung thực kiểm tra cao, không phụ thuộc vào tay nghề người thực hiện, khả năng tự động hóa cao, thời gian thực hiện kiểm tra ngắn (khoảng 1 phút cho một sản phẩm) thích hợp để kiểm tra các sản phẩm được sản xuất với số lượng lớn. 2. Mục tiêu đề tài - Nghiên cứu, ứng dụng cộng hưởng âm trong đo kiểm đánh giá chất lượng sản phẩm chế tạo cơ khí. 1
22. S K L 0 0 2 1 5 4