Đồ án Thiết kế, chế tạo máy kiểm định lò xo kéo trong dây chuyền sản xuất, lắp ráp ghế sofa (Phần 1)

Nội dung text: Đồ án Thiết kế, chế tạo máy kiểm định lò xo kéo trong dây chuyền sản xuất, lắp ráp ghế sofa (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 THIẾT KẾ, CHẾ TẠO MÁY KIỂM ĐỊNH LÒ XO KÉO TRONG DÂY CHUYỀN SẢN XUẤT, LẮP RÁP GHẾ SOFA GVHD: KS HỒ VIẾT BÌNH KS NGUYỄN HƯỚNG DƯƠNG SVTH: NGUYỄN TIẾN ĐÔNG MSSV: 11243016 SVTH: NGUYỄN HẢI NGUYÊN MSSV: 11243034 SVTH: NGUYỄN THANH TRẮC MSSV: 11143163 SVTH: TRẦN PHƯƠNG NAM MSSV: 11243033 S K L 0 0 4 1 0 9 Tp. Hồ Chí Minh, tháng 7/2015
2. Trƣờng Đại Học Sƣ 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 NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Tên đề tài: Thiết kế, chế tạo máy kiểm định lò xo kéo trong dây chuyền sản xuất, lắp ráp ghế Sôfa Họ tên sinh viên: (4SV) 1- Nguyễn Hải Nguyên MSSV: 11243034 ĐT: 2- Nguyễn Tiến Đông MSSV: 11243016 ĐT: 3-Trần Phƣơng Nam MSSV: 11243033 ĐT: 4-Nguyễn Thanh Trắc MSSV: 11143163 ĐT: I- Các yêu cầu cho trƣớc 1- Lò xo kéo có các thông số: D =8 ; L = 35; d= 1.4mm 2- Điều khiển bằng điện - khí nén 3- Chế tạo máy kiểm định với kích thƣớc thu nhỏ II- Nội dung thuyết minh và tính toán 1. Giới thiệu ghế sopha và các lò xo sử dụng trong đó (yêu cầu của ghế là gì, lò xo có nhiệm vụ gì ?) 2. Tìm hiểu kết cấu, vật liệu và công nghệ chế tạo lò xo có sử dụng trong ghế sopha 3. Tìm hiểu các chỉ tiêu và phƣơng pháp đánh giá chất lƣợng lò xo(cụ thể là độ đàn hồi hay dãn dài?) 4. Tìm hiểu các loại máy thử lò xo(từ đó đƣa ra ý tƣởng thiết kế máy thử lò xo cho ghế sopha)(vẽ hình minh họa) 5. Tìm hiểu các phần tử của hệ thống điện-khí nén (máy nén khí, van điều áp, xilanh-piston, cảm biến nhận dạng, bộ đếm,các công tắc hành trình ) 6. Thiết kế phần cơ khí máy kiểm định lò xo kéo 7. Thiết kế phần điều khiển máy kiểm định lò xo kéo (bằng khí nén) 8. Chế tạo máy kiểm định thu nhỏ III- Bản vẽ - Bản vẽ lắp của toàn bộ hệ thống (A0): 2D, 3D - Bản vẽ các chi tiết để chế tạo (A3) IV-Sản phẩm - Bản vẽ A0, tập thuyết minh và tập bản vẽ chi tiết(A3). - Máy kiểm định lò xo thu nhỏ. Ngày giao nhiệm vụ: 10/1/2015 Ngày hoàn thành: / 7 /2015. Giáo viên hƣớng dẫn Nguyễn Hƣớng Dƣơng (3 SV) Hồ Viết Bình(1 SV) i
3. Trƣờng Đại Học Sƣ 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 BẢNG NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƢỚNG DẪN Họ và tên Sinh viên: NGUYỄN TIẾN ĐÔNG MSSV: 11243016 NGUYỄN HẢI NGUYÊN MSSV: 11243034 NGUYỄN THANH TRẮC MSSV: 11143163 TRẦN PHUƠNG NAM MSSV : 11243033 Ngành: Cơ Khí Chế Tạo Máy Tên đề tài: THIẾT KẾ , CHẾ TẠO MÁY KIỂM ĐỊNH LÒ XO KÉO TRONG DÂY CHUYỀN SẢN XUẤT,LẮP RÁP GHẾ SOFA Họ và tên giáo viên hƣớng dẫn: KS HỒ VIẾT BÌNH KS NGUYỄN HƢỚNG DƢƠNG NHẬN XÉT 1. Về nội dung đề tài & khối lƣợng thực hiện: 2. Ƣu điểm: 3. Khuyết điểm: 4. Đề nghị cho bảo vệ hay không: 5. Đánh giá loại: 6. Điểm: (Bằng chữ: ) TP. Hồ Chí Minh, ngày . , tháng , năm 201 Giáo viên hƣớng dẫn ii
4. Trƣờng Đại Học Sƣ 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 BẢNG NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN Họ và tên Sinh viên: NGUYỄN TIẾN ĐÔNG MSSV: 11243016 NGUYỄN HẢI NGUYÊN MSSV: 11243034 NGUYỄN THANH TRẮC MSSV: 11143163 TRẦN PHƢƠNG NAM MSSV : 11243033 Ngành: Cơ Khí Chế Tạo Máy Tên đề tài: THIẾT KẾ , CHẾ TẠO MÁY KIỂM ĐỊNH LÒ XO KÉO TRONG DÂY CHUYỀN SẢN XUẤT,LẮP RÁP GHẾ SOFA Họ và tên giáo viên phản biện: KS NGUYỄN VĂN HỒNG NHẬN XÉT 1. Về nội dung đề tài & khối lƣợng thực hiện: 2. Ƣu điểm: 3. Khuyết điểm: 4. Đề nghị cho bảo vệ hay không: 5. Đánh giá loại: 6. Điểm: (Bằng chữ: ) TP. Hồ Chí Minh, ngày . , tháng , năm 201 Giáo phản biện iii
5. LỜI CAM KẾT - Tên đề tài: “ Thiết kế, chế tạo máy kiểm định lò xo kéo trong dây chuyền sản xuất, lắp ráp ghế Sofa ”. - GVHD: KS.HỒ VIẾT BÌNH KS.NGUYỄN HƢỚNG DƢƠNG - Họ tên sinh viên: 1. Nguyễn Tiến Đông MSSV: 112430 16 Lớp:112430B 2. Nguyễn Thanh Trắc MSSV: 11143163 Lớp:111432A 3. Nguyễn Hải Nguyên MSSV: 11243034 Lớp:112430A 4. Trần Phƣơng Nam MSSV: 11243033 Lớp: 112430A - Địa chỉ sinh viên: 647 TL43, KP4 , Tam Bình , Thủ Đức - Số điện thoại liên lạc: 0909075015 - Email: tiendongspkt@gmail.com - Ngày nộp khoá luận tốt nghiệp (ĐATN): 25/07/2015 - Lời cam kết: “Tôi xin cam đoan khoá luận tốt nghiệp (ĐATN) này là công trình do chính tôi nghiên cứu và thực hiện”. Tp. Hồ Chí Minh, ngày tháng năm 2015 Đại diện ký tên iv
6. LỜI CẢM ƠN Đồ án tốt nghiệp đối với sinh viên là rất quan trọng, nhằm tổng hợp lại những kiến thức về chuyên ngành cơ khí chế tạo máy và các môn học có liên quan khác mà chúng em đã đƣợc học trên giảng đƣờng đại học, cũng nhƣ những kinh nghiệm từ thực tế. Qua đồ án tốt nghiệp đã giúp chúng em áp dụng từ lý thuyết vào thực tế để nghiên cứu và chế tạo mô hình ứng dụng vào thực tế. Qua đó chúng em đã củng cố vững hơn về kiến thức chuyên ngành và kỹ năng tƣ duy, cũng nhƣ làm vệc nhóm sao cho hiệu quả. Đây là một kỹ năng rất cần thiết cho các kỹ sƣ sau khi ra trƣờng. Lời cảm ơn chân thành và sâu sắc nhất đầu tiên xin gửi đến gia đình vì sự động viên và sự cận kề, giúp đỡ, tạo mọi điều kiện để chúng em hoàn thành khóa học của mình một cách tốt nhất. Bên cạnh đó chúng em xin chân thành gửi lời cảm ơn đến các thầy (cô) trong Khoa Cơ Khí Chế Tạo máy, trƣờng Đại học Sƣ phạm Kỹ thuật TP. HCM, đã tận tình giúp đỡ và tạo điều kiện tốt nhất cho chúng em thực hiện tốt khóa học và đề tài này. Đặc biệt chúng em xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành đến thầy KS HỒ VIẾT BÌNH và KS.Nguyễn Hƣớng Dƣơng là ngƣời đã hƣớng dẫn, chỉ bảo tận tình và tạo mọi điều kiện thuận lợi để chúng em hoàn thành tốt đề tài tốt nghiệp này. Cuối cùng chúng em xin kính chúc thầy KS Hồ Viết Bình vàKS.Nguyễn Hƣớng Dƣơng cùng quý thầy (cô) trong khoa cơ khí Chế Tạo Máy lời chúc sức khỏe, hạnh phúc, công tác tốt. Chúng em xin chân thành cảm ơn! Tp. Hồ Chí Minh, ngày tháng năm 2015 Nhóm sinh viên thực hiện Nguyễn Tiến Đông Nguyễn Thanh Trắc Nguyễn Hải Nguyên Trần Phƣơng Nam v
7. TÓM TẮT ĐỒ ÁN Thiết kế, chế tạo máy kiểm định lò xo kéo trong dây chuyền sản xuất, lắp ráp ghế Sofa Ngày nay , khoa học kỹ thuật ngày càng phát triển,cuộc sống của con ngƣời ngày càng đƣợc nâng cao.Do đó việc nghiên cứu và chế tạo ra những sản phẩm không những hoàn thiện về mặt chất lƣợng mà còn đẹp về mặt thẩm mỹ nhằm đáp ứng nhu cầu vật chất của con ngƣời.Chính vì điều đó ,nhóm sinh viên chúng em đã nghiên cứu và chế tạo ra một loại máy kiểm định chất lƣợng lò xo kéo trong dây chuyền sản xuất ,lắp ráp ghế Sofa,với kích thƣớc nhỏ gọn,giá thành thấp nhƣng vẫn đảm bảo hoạt động hiệu quả, đáp ứng nhu cầu sử dụng của con ngƣời. Đó chính là lý do mà đề tài này đƣợc triển khai nghiên cứu. Đề tài đƣợc triển khai một cách khoa học qua nhiều bƣớc tìm kiếm cơ sở dữ liệu,phát triển ý tƣởng,giải pháp,triển khai thiết kế,tối ƣu hóa mô hình,tính toán và mô phỏng tính bền vững của hệ thống,thực hiện gia công các chi tiết cần thiết và lắp ráp thành một máy kiểm định lò xo kéo hoàn chỉnh.Bên cạnh đó nhóm cũng nghiên cứu một cách chi tiết về các phần tử của hệ thống điện –khí nén (máy nén khí,van điều áp,xilanh-piston,cảm biến nhận dạng,bộ đếm,các công tắc hành trình ) Giai đoạn cuối cùng của đồ án là tiến hành chạy thử nghiệm,kiểm tra và hiệu chỉnh mô hình để đảm bảo đúng yêu cầu của đề tài.Máy kiểm định lò xo kéo sau khi chế tạo có khả kiểm tra lò xo kéo đƣợc làm từ vật liệu thép với độ chính xác cao. Tuy nhiên , thiết bị cũng còn một số hạn chế Sinh viên thực hiện Nguyễn Tiến Đông Nguyễn Thanh Trắc Nguyễn Hải Nguyên Trần Phƣơng Nam vi
8. MỤC LỤC Trang nhiệm vụ đồ án i Trang nhận xét của GVHD ii Trang nhận xét của GVPB iii Lời cam kết iv Lời cảm ơn v Tóm tắt nội dung vi Mục lục vii Danh sách các hình ảnh ix Chƣơng 1: Giới thiệu 1 1.1 Tính cấp thiết của đề tài 1 1.2 Ý nghĩa khoa học và ý nghĩa thực tiễn 2 Chƣơng 2: Tổng quan cơ sở lý thuyết 3 2.1 Giới thiệu về ghế sofa và các lò xo sử dụng trong đó 3 2.2 Một số loại lò xo dùng trong ghế sofa 4 2.3 Các loại máy thử lò xo 10 2.4 Các phần tử điện khí nén 12 2.4.1 Máy nén khí 12 2.4.2.Bộ lọc khí 16 2.4.3.Cảm biến nhận dạng 16 2.4.4.Bộ đếm 17 2.4.5.Bộ thu thập dữ liệu 18 2.4.6.Cảm biến 18 Chƣơng 3: Ý tƣởng và giải pháp thiết kế 19 3.1 Thiết kế phần cơ khí 19 3.1.1 Phƣơng án thiết kế 19 3.1.2 Khung máy 21 3.1.3 Chọn phƣơng pháp gia công 21 3.2 Thiết kế phần điều khiển của máy 23 3.2.1 Xy lanh khí nén 23 3.2.2 Công tắc hành trình 24 vii
9. 3.2.3 Nút nhấn 25 3.2.4 Van tiết lƣu 26 3.2.5 Van điều chỉnh áp suất 26 3.2.6 Máy nén khí kiểu piston 27 3.2.7 Bộ đếm 27 3.2.8 Rơ le kiến 28 3.2.9 Cb điện 28 3.2.10 Tủ điện 28 3.2.11 Van 5/2 29 Chƣơng 4: Chế tạo máy kiểm định thực tế 32 4.1 Thiết kế 32 4.1.1 Cụm đỡ chữ A 33 4.1.2 Cụm đỡ ngang 33 4.1.3 Cụm thử tải 34 4.1.4 Vật thử 34 Chƣơng 5: Tính toán và gia công 35 5.1 Tính toán 35 5.1.1 Khung máy 35 5.1.2 Chốt 42 5.1.3 Lò xo 49 5.1.4 Móc treo 52 5.2 Hình ảnh gia công thực tế 56 Kết luận và kiến nghị 71 Tài liệu tham khảo 72 viii
10. DANH MỤC HÌNH ẢNH Hình 1.1: Máy SAS CT2000 1 Hình 1.2: Máy PRO – 01 SE 1 Hình 1.3: Máy kiểm tra lò xo ACE 1 Hình 1.4: Máy kiểm tra lò xo SST 1 Hình 2.1: Lò xo kiểu dích dắc 3 Hình 2.2: Lò xo xoắn trụ kéo 3 Hình 2.7: Khung ghế sôfa 11 Hình 2.8: Máy nén khí kiểu piston loại nhỏ 12 Hình 2.9: Máy nén khí đối lƣu 13 Hình 2.10: Máy nén khí ly tâm 13 Hình 2.11: Máy nén khí dòng hỗn hợp 14 Hình 2.12: Máy nén khí kiểu trục vít 14 Hình 2.13: Máy nén khí màng lọc 15 Hình 2.14: Máy nén khí piston 2 chiều 1 cấp 15 Hình 2.15: Bộ lọc bụi khí nén 16 Hình 2.16: Cảm biến nhận dạng 17 Hình 2.17: Module hiển thị 17 Hình 2.18: Bộ thu thập dữ liệu 18 Hình 2.19: Cảm biến siêu âm 18 Hình 2.20: Cảm biến đo chiều dài 18 Hình 3.1: Khung máy 21 Hình 3.2: Xylanh khí nén 24 Hình 3.3: Công tắc hành trình 24 Hình 3.4: Nút nhấn 25 Hình 3.5: Van tiết lƣu 26 Hình 3.6: Bộ đếm 27 Hình 3.7: Rơle kiếng 28 Hình 3.8: CB điện 28 Hình 3.9: Tủ điện 28 ix
11. Hình 3.10: Van 5/2 29 Hình 3.11: Sơ đồ mạch khí nén 30 Hình 3.12: Sơ đồ mạch nối dây 31 Hình 4.1: Sơ đồ máy kiểm định lò xo 32 Hình 4.2: Cụm chữ A 33 Hình 4.3: Cụm đỡ ngang 33 Hình 4.4: Cụm thử tải 34 Hình 4.5: Khung ghế 34 Hình 5.1: Biểu đồ nội lực dầm 35 Hình 5.2: Thuộc tính khung máy 36 Hình 5.3: Trạng thái vật liệu khung máy 37 Hình 5.4: Cố định khung 37 Hình 5.5: Mô phỏng lực tác dụng lên khung máy 38 Hình 5.6: Chia lƣới phân tích lực 38 Hình 5.7: Trạng thái ứng suất khung 39 Hình 5.8: Trạng thái chuyển vị khung 39 Hình 5.9: Trạng thái biến dạng khung 40 Hình 5.10: Hệ số an toàn 40 Hình 5.11: Thiết kế tối ƣu 41 Hình 5.12: Biểu đồ nội lực của chốt 43 Hình 5.13: Phân tích lực chốt 44 Hình 5.14: Trạng thái vật liệu chốt 44 Hình 5.15: Mô hình hóa 45 Hình 5.16: Bề mặt chịu lực của chốt 45 Hình 5.17: Lƣới chia lực 45 Hình 5.18: Trạng thái ứng suất chốt 46 Hình 5.19: Trạng thái biến dạng 46 Hình 5.20: Chuyển vị chốt 47 Hình 5.21: Hệ số an toàn 47 Hình 5.22: Phân tích lực lò xo 48 Hình 5.23: Trạng thái vật liệu lò xo 48 x
12. Hình 5.24: Lực tác dụng 49 Hình 5.25: Chia lƣới lực 49 Hình 5.26: Trạng thái ứng suất lò xo 50 Hình 5.27: Trạng thái chuyển vị lò xo 50 Hình 5.28: Biểu đồ ứng suất 51 Hình 5.29: Trạng thái chi tiết móc treo 51 Hình 5.30 : Phân tích chi tiết móc treo 52 Hình 5.31: Phân tích lực tập trung 52 Hình 5.32: Lƣới chia lực 53 Hình 5.33: Ứng suất 53 Hình 5.34 : Chuyển vị 54 Hình 5.35 : Biến dạng móc 54 Hình 5.36 : Cắt thanh chữ A 55 Hình 5.37 : Mài thanh chữ A 55 Hình 5.38 : Khoan móc treo 55 Hình 5.39: Lắp thanh thử tải 55 Hình 5.40 : Ghép khung chữ A 56 Hình 5.41: Hàn khung chữ A 56 Hình 5.42 : Mài cung 30 độ 57 Hình 5.43 : Sơn khung 57 Hình 5.44 : Lắp van điều áp 58 Hình 5.45 :Lắp tủ điện vào khung 58 Hình 5.46 : Mô hình máy hoàn chỉnh 59 Hình 5.47 : Biểu đồ thực tế 60 Hình 5.48 : Trạng thái chi tiết 61 Hình 5.49 : Trạng thái ứng suất 61 Hình 5.50 : Chuyển vị 62 Hình 5.51 : Chuyển vị theo phƣơng X 62 Hình 5.52 : Chuyển vị theo phƣơng Y 63 Hình 5.53 : Chuyển vị theo phƣơng Z 63 Hình 5.54 : Ứng suất chính 64 xi
13. Hình 5.55 : Ứng suất theo XX 64 Hình 5.56 : Ứng suất theo XY 65 Hình 5.57 : Ứng suất theo XZ 65 Hình 5.58 : Hệ số an toàn 66 Hình 5.59 : Biến dạng theo OXY 66 Hình 5.60 : Biến dạng theo OXZ 67 Hình 5.61 : Biến dạng theo OYZ 67 Hình 5.62 : Ứng lực 68 Hình 5.63 : Ứng lực theo phƣơng X 68 Hình 5.64 : Ứng lực theo phƣơng Y 69 Hình 5.65 : Ứng lực theo phƣơng Z 69 Hình 5.66 : Ứng suất tƣơng đƣơng 70 Hình 5.67 : Ứng suất chính 70 xii
14. Chương 1: Giới thiệu CHƢƠNG 1 GIỚI THIỆU 1.1. Tính cấp thiết cùa đề tài: Ngày nay,cùng với sự tiến bộ của khoa học kỹ thuật,các thiết bị kiểm tra chất lượng lò xo ra đời ngày càng nhiều với nhiều chủng loại,mẫu mã khác nhau. Hình 1.1. Máy thử lò xo kéo Hình 1.2. Máy PRO-01SE SAS CT2000 Hình 1.3. Máy kiểm tra lò xo tự Hình 1.4. Máy kiểm tra lò xo hệ động thống giảm sóc SST Máy móc càng hi ACEện đ ạ i thì chi phí càng cao.Chính vì điều đó đã thúc đẩy một số người ham học hỏi,tìm tòi để chế tạo ra một loại máy thử lò xo nhỏ gọn,rẻ tiền nhưng vẫn đáp ứng được nhu cầu sản xuất của con người. Ngày nay,có rất nhiều công ty trên thế giới chế tạo ra nhiều chủng loại máy kiểm định lo xo với giá thành cao.Do đó việc nghiên cứu và chế tạo ra một loại máy kiểm định lò xo với chi phí thấp mà vẫn đáp ứng được nhu cầu của người sản xuất.Vì thế đề tài “ Thiết kế,chế tạo máy kiểm định lò xo kéo trong dây chuyền sản xuất,lắp ráp ghế sofa “ là cần thiết và cấp thiết. Trang 1
15. Chương 1: Giới thiệu 1.2. Ý nghìa khoa học và ý nghĩa thực tiễn . Việc nghiên cứu, chế tạo MÁY KIỂM ĐỊNH LÒ XO KÉO trong sinh viên sẽ gợi mở ra nhiều giải pháp mới, phương hướng phát triển mới. Nghiên cứu, chế tạo MÁY KIỂM ĐỊNH LÒ XO KÉO đòi hỏi sinh viên phải có kiến thức tổng hợp về cơ khí, điện tử, điện. Đây cũng là cơ hội cho họ tìm tòi, kiểm nghiệm, hiểu sâu rộng hơn về những MÁY KIỂM ĐỊNH LÒ XO hiện đại để từ đó chế tạo ra MÁY KIỂM ĐỊNH LÒ XO phù hợp với khả năng và nhu cầu sử dụng. Đề tài chế tạo MÁY KIỂM ĐỊNH LÒ XO KÉO mà nhóm đang thực hiện sẽ giúp nhóm củng cố kiến thức và kỹ năng về mọi mặt. Sản phẩm sau khi hoàn thành có thể phục vụ cho dạy học và kiểm định lò xo trong dây chuyền sản xuất ghế Sôfa Trang 2
16. Chương 2: Tổng quan cơ sở lý thuyết CHƢƠNG 2 TỔNG QUAN CƠ SỞ LÝ THUYẾT 2.1 Giới thiệu về ghế sofa và các lò xo sử dụng trong đó. Ngày nay, bàn ghế sofa là một vật dụng nội thất không thể thiếu trong không gian phòng khách hiện đại. Với kiểu dáng và màu sắc phong phú. Ghế sofa có rất nhiều lựa chọn cho chúng ta. Tuy nhiên để chọn được một bộ sofa vừa đẹp vừa đảm bảo chất lượng đòi hỏi người mua hàng cần phải có một chút hiểu biết về cấu tạo của bộ sofa, về quy trình sản xuất cũng như phẩm chất của từng loại vật liệu cấu thành nên 1 bộ ghế sofa. Điều đầu tiên cần quan tâm đến trong 1 bộ sofa là phần khung sườn: Những loại ghế Sofa có chất lượng thấp thường có phần khung sườn làm từ loại gỗ kém chất lượng (gỗ tạp, ván ép ). Những loại ghế sofa này thường có giá thành tương đối thấp, nhưng thời gian sử dụng cũng tỷ lệ thuận với giá thành. Bạn có thể sử dụng bộ ghế sofa như thế trong khoảng thời gian hơn 1 năm, sau đó sẽ xảy ra tình trạng khung sườn bị lún, bộ ghế sẽ bị biến dạng, nặng hơn nữa là là gãy hoàn toàn phần khung sườn. Với một bộ sofa có chất lượng trung bình hoặc cao cấp, phần chịu lực chính của ghế được làm từ gỗ tự nhiên như gỗ dầu (trọng lượng nặng), gỗ thông (nhẹ hơn, thường làm ghế xuất khẩu) hoặc các loại gỗ khác như tràm, cao su Những loại vật liệu này đảm bảo cho bạn sử dụng trong thời gian từ 3-5 năm mà không lo những lỗi như về phần cứng như: gãy khung sườn, sụt lún, biến dạng. Khung sườn sau khi tạo khối hoàn tất thì tiếp tục được gia cố đai thun, lò xo vào phần ngồi, tạo độ êm ái. Một số nơi sản xuất có thể không dùng đai thun, lò xo mà đặt cả tấm ván ép lên để tiết kiệm thời gian và chi phí. 2.1.1. Một số loại lò xo dùng trong ghế Sofa. Thông thường người ta hay sử dụng lò xo dạng zich zắc và lò xo xoắn trụ kéo. Hình 2.1.Lò xo kiểu zich zắc Hình 2.2.Lò xo xoắn trụ kéo Trang 3
17. Chương 2: Tổng quan cơ sở lý thuyết Lò xo có tác dụng tăng cường khả năng chống xẹp lún mút khi sử dụng Sofa lâu năm, đồng thời cũng đem lại cho người sử dụng cảm giác thoải mái hơn khi sử dụng Sofa có lò xo hỗ trợ. Lò xo là phần chịu lực ngồi của sofa, là kết cấu gắn liền với khung ghế, chịu lực tác động trực tiếp từ đệm ngồi xuống ghế. Lò xo được làm bằng thép lò xo đặc biệt, chịu được độ đàn hồi cao, êm ái khi sử dụng, bền với thời gian. Không bị giãn lỏng trong suốt quá trình sử dụng, chịu được lực nén lớn. 2.2. Tìm hiểu kết cấu,vật liệu và công nghệ chế tạo lò xo. 2.2.2. Giới thiệu Lò xo là chi tiết máy có độ đàn hồi cao, khối lượng và kích thước nhỏ gọn.Trong các thiết bị và dụng cụ lò xo được sử dụng để: Tạo lực ép (trong bộ truyền bánh ma sát, khớp nối ) Giảm chấn và dao động (lò xo trong các máy vận chuyển, ô tô ) Thực hiện các chuyển vị về vị trí cũ (lò xo ở van, cam, ly hợp ) Đo lực ( lực kế, khí cụ đo, cân) 2.2.3. Phân loại Lò xo có nhiều hình dạng và được phân loại khác nhau o Có 2 cách phân loại lò xo:  Theo trạng thái ứng suất sinh ra trong dây lò xo  Theo dạng kết cấu Theo trạng thái ứng suất sinh ra trong dây lò xo: Ứng suất xoắn Ứng suất uốn Ứng suất kéo – nén Theo dạng kết cấu: Lò xo xoắn ốc trụ Lò xo xoắn ốc côn Lò xo xoắn ốc phẳng Lò xo lá Lò xo đĩa Lò xo thanh Lò xo ống Trang 4
18. Chương 2: Tổng quan cơ sở lý thuyết 2.2.4. Vật liệu Do yêu cầu khối lượng và kích thước lò xo nhỏ gọn nên vật liệu chế tạo lò xo phải có độ bền cao, đồng thời phải có tính đàn hồi cao, chịu tải va đập hoặc thay đổi liên tục, chỉ biến dạng đàn hồi mà không có biến dạng dẻo, giới hạn bền mỏi cao. Vật liệu làm lò xo phải có hệ số mất mát thấp.Vật liệu đàn hồi có hệ số tổn thất cao, vật liệu gốm có hệ số tổn thất thấp.Nhưng vật liệu gốm không thể sử dụng để chế tạo lò xo vì vật liệu gốm dòn, dễ gãy, vỡ. Thép có thành phần cacbon cao có hệ số tổn thất cao hơn vật liệu ceramic thích hợp để chế tạo lò xo. Trong thực tế, vật liệu để chế tạo lò xo cần có độ bền cao và hệ số tổn thất thấp bao gồm: thép có thành phần cacbon cao,thép không gỉ cán nguội, hóa cứng Thường sử dung nhất là thép có thành phần cacbon cao. Để thỏa mãn các yêu cầu tải trọng, trong thành phần thép có hàm lượng cacbon trung bình cao 0,5 – 0,7% sau tôi và ram trung bình (400 – 500 độ C) hoặc thép có hàm lượng cacbon 0,7 – 1,2% dạng sản phẩm cán nguội hoặc vuốt nguội sau cuốn thành lò xo ủ nhiệt độ thấp 180 – 370 độ C (ủ hồi phục). Để thoả mãn yêu cầu về giới hạn mỏi, ngoài yêu cầu thép phải có độ bền cao ra, yêu cầu thép chứa rất ít tạp chất rắn phi kim và chất lượng bề mặt lò xo phải cao (không thoát cacbon, không gỉ và không sây sước). Thành phần hoá học của thép lò xo đáp ứng các yêu cầu chủ yếu sau: • Hàm lượng cacbon bảo đảm độ bền cao • Cr, Mn, B bảo đảm tăng độ thấm tôi • Si chủ yếu tăng giới hạn đàn hồi rất mạnh • V làm nhỏ hạt austenit của thép khi nung nhiệt luyện, do đó làm tăng độ bền và độ dai cho thép lò xo. Việc sử dụng thép chế tạo lò xo căn cứ vào các tiêu chí sau: Trang 5
19. Chương 2: Tổng quan cơ sở lý thuyết • Điều kiện làm việc của lò xo, độ lớn lực tác dụng lên lò xo, nhiệt độ làm việc, môi trường ăn mòn. • Hình dạng, kết cấu lò xo • Đặc điểm công nghệ chế tạo lò xo; • Các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật; • Dựa trên tầm quan trọng của thiết bị Lò xo kéo  d : đường kính của dây kim loại được dùng để làm lò xo  De :Đường kính ngoài  Ln (Chiều dài tối đa) : là chiều dài tối đa trong giới hạn đàn hồi của lò xo.  Fn : là lực lớn nhất có thể tác dụng lên lò xo.  L0 : là chiều dài của lò xo khi ở trạng thái tự nhiên.  Số vòng xoắn : tổng số vòng xoắn của lò xo.  R (Độ cứng) : độ đàn hồi của lò xo khi bị kéo dãn. 2.2.5. Công nghệ chế tạo lò xo Lò xo xoắn ốc thường được cuộn từ dây thép tiết diện tròn,hoặc chữ nhật.Dây thép có tiết diện tròn giá rẻ hơn và chịu xoắn tốt hơn dây thép tiết diện chữ nhật.Ta chỉ sử dụng tiết diện chữ nhật khi lực nén lớn và yêu cầu độ nén cao. d ≤ 10 mm nhiệt luyên trước khi quấn nguội,sau khi quấn nguội ram d ≥ 10 mm quấn nóng,sau khi quấn nóng tôi Nguyên lý tạo hình lò xo: • Phôi được đi qua hệ thống con lăn dẫn dây và được kéo liên tục nhờ hai bánh ma sát. • Khi phôi đi vào tấm tạo hình thì phôi bị uốn cong theo biên dạng cung tròn của tấm tạo hình tạo nên đường kính của lò xo, bề dày của tấm tạo hình sẽ tạo ra bước của lò xo. Trang 6
20. Chương 2: Tổng quan cơ sở lý thuyết 2.2. Các chỉ tiêu đánh giá chất lƣợng lò xo Đối với lò xo xoắn trụ kéo bằng dây mặt cắt tròn có các móc hở cùng phía và nằm trong một mặt phẳng ( có D=8mm,d=1.4mm,L=35mm )ta có các chỉ tiêu đánh giá sau.  Về độ cứng : 44 ÷ 50 HRC  Về độ bền : với vật liệu là thép C70 Giới hạn chảy = 85kG/mm2 Giới hạn bền = 105 kG/mm2 Độ dãn dài tương đối = 9% Độ thắt tương đối = 30%  Về độ biến dạng : không quá 15% chiều dài ban đầu. Sau khi tìm hiểu về vật liệu,kết cấu,các chỉ tiêu đánh giá và tính toán: Nhóm chọn lò xo xoắn trụ kéo loại lò xo này được dùng trong dây chuyền sản xuất và lắp ráp ghế sôfa , với các thông số sau:D=8mm,d=1.4mm,l=35mm, vật liệu là thép cacbom có kết cấu chất lượng tốt : C70. 2 Giới hạn bền δ = 105 kG/mm Độ dãn dài tương đối 85% Độ dai va đập không. Độ thắt tương đối ᴪ = 30%. Độ cứng HB : thép cán nóng 269HB. Độ bền chảy 85kG/mm2 Theo bảng 2.15/145 STTKCK Tập 3 lò xo xoắn trụ kéo loại II , cấp 2 bằng thép mặt cắt tròn theo TCVN 2025-77.Vật liệu dây loại II và IIA, số hiệu lò xo 335. Trang 7
21. Chương 2: Tổng quan cơ sở lý thuyết 1. Kiểu lò xo: lò xo loại II chịu tải chu kỳ và tĩnh 2. Chọn độ bền mỏi tĩnh N = 1.105 bảng 2.1(trang 110) sách sổ tay thiết kế cơ khí 3. -Lực biến dạng lò xo: 2 T0d F0 8,07N 8c Với: d = 1,5 mm (đường kính dây lò xo) c = 7 (chỉ số của lò xo) Trang 8
22. S K L 0 0 2 1 5 4