Tóm tắt Luận văn Nghiên cứu, thiết kế trang bị công nghệ cho dây chuyền hàn sàn thùng xe tải

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG

NGUYỄN HOÀNG THUYẾT

NGHIÊN CỨU, THIẾT KẾ TRANG BỊ

CÔNG NGHỆ CHO DÂY CHUYỀN HÀN

SÀN THÙNG XE TẢI

Chuyên ngành : Kỹ thuật cơ khí

Mã số :

60.52.01.03

TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT

Đà Nẵng, Năm 2015

Công trình đƣợc hoàn thành tại

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG

Ngƣời hƣớng dẫn khoa học: PGS.TS. ĐINH MINH DIỆM

Phản biện 1: TS. LƢU ĐỨC BÌNH

Phản biện 2: PGS.TS. LÊ VIẾT NGƢU

Luận văn đƣợc bảo vệ tại Hội đồng chấm Luận văn tốt nghiệp

Thạc sĩ kỹ thuật họp tại Đại học Đà Nẵng vào ngày 5 tháng 12

năm 2015

* Có thể tìm hiểu luận văn tại:

- Trung tâm Thông tin - Học liệu, Đại học Đà Nẵng

1

MỞ ĐẦU

1. Tính cấp thiết của đề tài

Nƣớc ta đang trong quá trình công nghiệp hoá - hiện đại hoá

đất nƣớc, do đó việc đẩy mạnh vai trò 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 lƣợng, tăng năng

suất lao động, giảm giá thành là việc rất cần thiết.

Riêng đối với THACO, năm 2015 đẩy mạnh công tác nâng cấp

Công nghệ, hợp lý hóa dây chuyền sản xuất để nâng cao năng suất,

chất lƣợng, thẩm mỹ sản phẩm nhằm tăng tính cạnh tranh cho các

sản phẩm mang thƣơng hiệu Thaco.

Tại nhà máy Cơ khí thuộc Khu Phức hợp ô tô Chu Lai –

Trƣờng Hải, hiện nay dây chuyền hàn sàn thùng xe tải ở các bƣớc

thực hiện công việc còn mang tính thủ công, chiếm tỷ trọng nhân

công lớn, không an toàn trong quá trình thực hiện và ảnh hƣởng trực

tiếp đến chất lƣợng, thẩm mỹ của sản phẩm.

Để giải quyết các yêu cầu nêu trên, việc chọn đề tài “Nghiên

cứu, thiết kế Trang bị Công nghệ cho dây chuyền hàn sàn thùng

xe tải” là rất cấp thiết.

2. Mục tiêu nghiên cứu

Tính toán thiết kế, cải tiến Trang bị Công nghệ ở công việc

hàn mặt trên khung xƣơng sàn thùng xe tải; hàn thép tấm sàn vào

khung xƣơng sàn thùng xe tải, hàn mặt dƣới khung xƣơng sàn thùng

xe tải và lật sàn thùng xe tải tại Công ty Cổ phần Ô tô Trƣờng Hải.

3. Đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu

Đối tượng nghiên cứu:

- Các loại sàn thùng xe tải của Công ty Cổ phần Ô tô Trƣờng Hải.

- Quy trình hàn sàn thùng xe tải;

2

- Công nghệ Hàn bán tự động, tự động;

- Điều khiển hệ thống khí nén cho các cơ cấu kẹp chặt sàn, điều

khiển điện cho cơ cấu nâng hạ sàn, quay sàn, điều khiển PLC cho hệ

thống hàn tự động thép tấm sàn vào khung xƣơng sàn thùng xe tải.

Phạm vi nghiên cứu:

- Nghiên cứu kết cấu hệ thống Cơ khí, gồm: Hệ thống lật sàn

thùng xe tải; Hệ thống hàn tự động thép tấm sàn vào khung xƣơng

sàn thùng xe tải.

- Nghiên cứu điều khiển hệ thống khí nén cho cơ cấu kẹp chặt

sàn, điều khiển điện cho cơ cấu nâng hạ sàn, quay sàn, điều khiển

PLC cho hệ thống hàn tự động thép tấm sàn vào khung xƣơng sàn

thùng xe tải.

- Nghiên cứu chọn, thiết kế trang bị công nghệ ở các bƣớc phù

hợp trong quy trình hàn sàn thùng xe tải.

4. Phƣơng pháp nghiên cứu

Nghiên cứu lý thuyết:

+ Nghiên cứu tự động hóa quy trình sản xuất.

+ Nghiên cứu Công nghệ hàn.

+ Nghiên cứu điều khiển hệ thống khí nén cho cơ cấu kẹp chặt

sàn, điều khiển điện cho cơ cấu nâng hạ sàn, quay sàn, điều khiển

PLC cho hệ thống hàn tự động thép tấm sàn vào khung xƣơng sàn

thùng xe tải.

Nghiên cứu thực tế:

+ Nghiên cứu thực tế tại Xƣởng hàn - Công ty Cơ khí - Khu

Phức hợp ô tô Chu Lai – Trƣờng Hải.

+ Nghiên cứu tại các Nhà máy thuộc Khu Phức hợp ô tô Chu

Lai – Trƣờng Hải liên quan tới đề tài.

3

5. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài

Ý nghĩa Khoa học:

- Xây dựng Quy trình công nghệ hàn hợp lý trên cơ sở đó thiết

kế cải tiến các Trang bị Công nghệ phù hợp với dây chuyền hàn sàn

thùng xe tải.

Ý nghĩa thực tiễn:

- Ứng dụng Quy trình Công nghệ mới vào thực tế hàn sàn

thùng xe tải tại công ty Cổ phần Ô tô Trƣờng Hải đảm bảo an toàn,

chất lƣợng, thẩm mỹ, nâng cao năng suất sản xuất.

- Có thể ứng dụng cho các dây chuyền sản xuất tƣơng tự.

6. Cấu trúc của luận văn

MỞ ĐẦU

Chƣơng 1. TỔNG QUAN CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU

Chƣơng 2. CƠ SỞ LÝ THUYẾT

Chƣơng 3. CHỌN PHƢƠNG ÁN, TÍNH TOÁN, THIẾT KẾ

TRANG BỊ CÔNG NGHỆ CHO QUÁ TRÌNH HÀN SÀN

THÙNG XE TẢI FLD800-4WD

KẾT LUẬN

DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO

4

CHƢƠNG 1

TỔNG QUAN CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU

1.1. CÁC LOẠI XE TẢI THACO

1.1.1. Xe Forland

a. Xe Forland Tải

Gồm các loại sau: FC099; FLC125; FLC150; FLC198;

FLC250; FLC300; FLC345A; FLC345; FLC450; TC550; FLC800;

FLC800-4WD.

b. 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.

1.1.2. Xe Towner

Gồm các loại sau: TOWNER750-B; TOWNER750T;

TOWNER 750-R; TOWNER700-TB.

1.1.3. Xe Aumark

Gồm các loại sau: FTC150; AUMARK198; AUMARK250;

FTC345; FTC450; FTC700; FTC820.

1.1.4. Xe Ollin

Gồm các loại sau: OLLIN150; OLLIN198; OLLIN250;

OLLIN345; OLLIN450; OLLIN700; OLLIN800.

1.1.5. Xe Auman

Gồm các loại sau: AUMAN820-MBB; AUMAN990-MBB;

AUMAN1290-MBB; AD1300; FTD1200; FTD1250.

1.1.6. Xe KIA Tải

Gồm các loại sau: K2700II; K3000S.

5

1.1.7. Xe HYUNDAI

Gồm các loại sau: HD65 (Tải); HD65 (Ben); HD72;

HC750A; HC750; HC600; HC550; HD270/340; HD270/340A;

HD270/380; HD270/D380A; HD270/D38B.

1.2. CẤU TẠO SÀN THÙNG XE TẢI

1.2.1. Sàn xe hoàn chỉnh

Hình 1.9. Mặt dưới sàn thùng xe tải

Hình 1.10. Mặt trên sàn thùng xe tải

Trong đó: 1. Đà dọc; 2. Đà Ngang; 3. Thép tấm viền sàn; 4.

Thép tấm sàn; 5. Các chi tiết rời

6

1.2.2. Khung xƣơng sàn

Hình 1.11. Khung xương sàn thùng xe tải

1.2.3. Thép tấm sàn

Hình 1.12. Thép tấm sàn thùng xe tải

1.2.4. Các chi tiết rời

Tổ hợp các chi tiết rời vào khung xƣơng sàn (Các chi tiết pát

đèn lùi, pát bắt vè, móc bạt và ắc cò khóa bửng).

Hình 1.13. Các chi tiết rời của sàn thùng xe

7

1.3. QUI TRÌNH HÀN SÀN THÙNG XE TẢI

Hình 1.14. Sơ đồ qui trình hàn sàn thùng xe tải

8

1.4. PHÂN TÍCH CÔNG VIỆC THỰC HIỆN TRONG QUI

TRÌNH TẠO MẢNG SÀN

1.5. DÂY CHUYỀN HÀN SÀN THÙNG XE TẢI HIỆN CÓ

Hiện tại qui trình tạo mảng sàn gồm 11 bƣớc nhƣ trình bày cụ

thể ở phần 1.3 và các công việc thực hiện trong qui trình là đƣợc

thực hiện thủ công, dƣới đây là một số hình ảnh tại dây chuyền đƣợc

công nhân thực hiện thủ công.

Hình 1.15. Một số hình ảnh các công việc được

công nhân thực hiện thủ công (khi chưa cải tiến dây chuyền hàn)

Trong đó:

a. Hàn mặt trên khung xƣơng sàn;

9

b. Hàn thép tấm sàn vào khung xƣơng sàn;

c. Lật sàn 180⁰;

d. Hàn mặt dƣới khung xƣơng sàn.

1.5.1. Ƣu điểm

- Chi phí đầu tƣ máy – thiết bị thấp.

1.5.2. Nhƣợc điểm

- Thao tác thủ công bằng tay Năng suất thấp.

- Chất lƣợng và thẩm mỹ của sản phẩm phụ thuộc vào kinh

nghiệm, tay nghề của công nhân.

- Không an toàn trong quá trình làm việc, ảnh hƣởng trực tiếp

đến sức khỏe ngƣời Công nhân.

- Chƣa có tính công nghệ trong dây chuyền.

- Không đáp ứng đƣợc kế hoạch sản xuất sản lƣợng năm 2015

đề ra của Công ty.

1.6. CHỌN CÔNG VIỆC ĐỂ THIẾT KẾ, TRANG BỊ CÔNG

NGHỆ

Trên cơ sở phân tích công việc trong qui trình tạo mảng sàn và

ƣu nhƣợc điểm của dây chuyền hàn sàn thùng xe tải hiện có

công việc cần thiết kế, trang bị công nghệ, xem sơ đồ sau:

Các

10

Hình 1.16. Sơ đồ các bước trong qui trình được chọn để thiết kế,

trang bị công nghệ

1.7. KẾT LUẬN CHƢƠNG 1

- Nghiên cứu các loại sàn thùng xe tải.

- Nghiên cứu qui trình hàn sàn thùng xe tải.

- Thiết kế và lựa chọn các Trang bị Công nghệ cho các bƣớc

nhƣ sau:

+ Bƣớc 2: Hàn mặt trên khung xƣơng sàn.

+ Bƣớc 6: Hàn hoàn thiện thép tấm sàn, lật sàn.

+ Bƣớc 7: Hàn mặt dƣới khung xƣơng sàn.

+ Bƣớc 11: Lật sàn và vệ sinh hoàn thiện sàn.

11

CHƢƠNG 2

CƠ SỞ LÝ THUYẾT

2.1. CƠ SỞ LÝ THUYẾT HÀN HỒ QUANG BÁN TỰ ĐỘNG

VÀ TỰ ĐỘNG

2.1.1. Hàn bán tự động và hàn tự động

2.1.2. Hàn hồ quang tự động và bán tự động dƣới lớp

thuốc bảo vệ

2.1.3. Hàn hồ quang tự động và bán tự động trong môi

trƣờng khí bảo vệ

2.2. CƠ SỞ LÝ THUYẾT HỆ THỐNG TRUYỀN ĐỘNG KHÍ

NÉN

2.2.1. Hệ thống các trang bị khí nén

2.2.2. Tính toán truyền động hệ thống khí nén

2.3. ROBOT HÀN

2.3.1. Mục tiêu

2.3.2. Cấu tạo chung của Robot

2.3.3. Ứng dụng

2.4. KẾT LUẬN CHƢƠNG 2

12

CHƢƠNG 3

CHỌN PHƢƠNG ÁN, TÍNH TOÁN, THIẾT KẾ TRANG BỊ

CÔNG NGHỆ CHO QUÁ TRÌNH HÀN SÀN THÙNG XE TẢI

FLD800-4WD

3.1. CÁC YÊU CẦU ĐẶT RA KHI CHỌN, THIẾT KẾ TRANG

BỊ CÔNG NGHỆ

- Nâng cao năng suất của dây chuyền hàn.

- Chất lƣợng mối hàn đảm bảo, đƣờng hàn đều, đẹp và có độ

thẩm mỹ cao, mối hàn chịu đƣợc trọng tải 8000KG.

- Giảm đƣợc ảnh hƣởng của khói hàn đến sức khỏe, giảm sức

lao động của công nhân.

- Đảm bảo an toàn trong quá trình thao tác.

- Dây chuyền hàn có tính Công nghệ cao.

3.2. CHỌN PHƢƠNG ÁN TRANG BỊ CÔNG NGHỆ

Theo nhận xét ƣu, nhƣợc điểm của dây chuyền hiện có và

phân tích nội dung công việc trong qui trình tạo mảng sàn ở chƣơng

1 ta chọn các phƣơng án thiết kế, trang bị công nghệ nhƣ sau:

Stt Bƣớc Nội dung công việc

Phƣơng án Trang bị Công

nghệ

1

2

6

Hàn mặt trên khung - Thủ công hoặc tự động

xƣơng sàn

2

Hàn hoàn thiện thép - Thủ công hoặc bán

tấm sàn, lật sàn

tự động hoặc tự động

3

4

7

- Hàn mặt dƣới khung - Thủ công hoặc tự động

xƣơng sàn

11

- Lật sàn

- Thủ công hoặc bán

tự động

13

Theo mục tiêu đề ra của đề tài: Đẩy mạnh công tác nâng cấp

Công nghệ, hợp lý hóa dây chuyền sản xuất để nâng cao năng suất,

đảm bảo an toàn, chất lƣợng, thẩm mỹ sản phẩm nhằm tăng tính cạnh

tranh cho các sản phẩm mang thƣơng hiệu Thaco. Vì vậy, ta chọn

phƣơng án Trang bị Công nghệ nhƣ sau:

Stt Bƣớc Nội dung công việc

Phƣơng án Trang bị

Công nghệ

1

2

6

Hàn mặt trên khung - Tự động

xƣơng sàn

Hàn hoàn thiện thép - Tự động (hàn hoàn thiện

tấm sàn, lật sàn

thép tấm sàn)

- Bán Tự động hệ thống lật

sàn

3

4

7

Hàn mặt dƣới khung - Tự động

xƣơng sàn

11

Lật sàn

- Bán tự động

3.3. CHỌN, TÍNH TOÁN THIẾT KẾ TRANG BỊ CÔNG NGHỆ

Từ cơ sở phân tích chƣơng 1 và mục 3.1, 3.2 chƣơng 3 ta chọn

Trang bị Công nghệ ở các vị trí công việc nhƣ ở sơ đồ dƣới đây:

14

Hình 3.1. Sơ đồ chọn trang bị công nghệ ở các vị trí công việc

15

3.3.1. Chọn Robot hàn

3.3.2. Tính toán, thiết kế hệ thống hàn tự động thép tấm

sàn vào khung xƣơng sàn

a. Yêu cầu khi tính toán, thiết kế

- Chất lƣợng mối hàn đảm bảo, đƣờng hàn đều, đẹp và có độ thẩm mỹ

cao, mối hàn chịu đƣợc trọng tải 8000KG.

- Giảm đƣợc ảnh hƣởng của khói hàn đến sức khỏe ngƣời Công nhân.

- Tính cho sàn thùng loại XE FORLAND BEN: FLD800-4WD.

b. Chọn phương pháp hàn

c. Tổng thể hệ thống hàn tự động

Hình 3.2. Tổng thể hệ thống hàn tự động sàn thùng xe tải

1. Khung đế; 2. Ray dẫn hƣớng; 3. Sàn thùng ben; 4. Khung

đỡ và di chuyển máy hàn; 5. Cụm cơ cấu lò xo - vít me định

vị; 6. Xe con cấp dây.

Hình 3.3. Cụm cơ cấu điều chỉnh trước khi tiến hành hàn

1. Motor di chuyển cụm lò xo 3 để tạo lực ép vào sàn nhờ con lăn 4

16

(sử dụng motor thƣờng).

2. Ray trƣợt dẫn hƣớng.

3. Cụm dẫn hƣớng - lò xo.

4. Cụm con lăn ép định vị vào viền sàn.

5. Motor điều chỉnh độ cao mỏ hàn 6.

6. Mỏ hàn.

7. Ray dẫn hƣớng để di chuyển mỏ hàn theo chiều ngang của sàn.

8. Vít me ống để điều chỉnh khoảng cách từ viền sàn đến mỏ hàn 6

(khác nhau giữa các loại xe).

9. Motor quay vít me 8 (ban đầu quay vít me bằng tay nếu hiệu quả

sẽ sử dụng motor servo).

10. Gối đỡ vít me.

11. Vít me nhỏ lồng vào vít me 8 nhờ dẫn hƣớng bi.

d. Nguyên lý làm việc hệ thống hàn tự động sàn thùng xe tải

Hình 3.4. Các bộ phận chính của hệ thống hàn sàn thùng xe tải

- Sàn thùng ben 01 đƣợc đặt trên trolley và di chuyển trên ray

02. Sàn đƣợc đẩy vào khu vực máy hàn và chạm vào cử chặn 03, tại

đây có cảm biến nhận biết sự có mặt của sàn thùng ben.

17

Hình 3.5. Cụm điều chỉnh mỏ hàn và canh chỉnh

vị trí sàn thùng xe tải

- Khi cảm biến nhận biết đƣợc sự có mặt của Sàn thì motor 04

quay thông qua cơ cấu vitme kéo theo sự chuyển động của các cum

05 và 06 di chuyển tịnh tiến vào hƣớng viền sàn. Khi con lăn 07

chạm vào viền Sàn thì motor vẫn tiếp tục quay. Lúc này 05 đã chạm

vào Sàn nên không di chuyển nữa (09 nối cứng với 05), chỉ có 08

tịnh tiến, bên trong 08 có lò xo để 07 luôn ép vào viền sàn nhằm triệt

tiêu độ không song song giữa viền sàn và đƣờng di chuyển của mỏ

hàn. Ta đặt cảm biến trên 08 để biết vị trí giữa 08 và 09 thích hợp thì

motor 04 sẽ dừng.

- Khi motor 04 dừng quay thì motor 10 quay, 12 chuyển động

tịnh tiến dọc theo chiều dài Sàn thông qua cơ cấu bánh răng–thanh

răng 11. Khi mỏ hàn đến vị trí mép sàn thì máy hàn phóng hồ quang

hàn.

- Khi hàn hết chiều dài sàn thùng thì 12 đi về lại vị trí ban đầu.

Vị tri ban đầu đƣợc xác định sao cho vị trí Sàn và con lăn hợp lý. Khi

motor 04 quay đƣa con lăn ép vào viền sàn thì chỉ có 1 con lăn tỳ vào

viền sàn, lúc này mỏ hàn chƣa đến vị trí mép Sàn.

- Motor 14 quay điều khiển mỏ hàn lên xuống. Ngƣời vận

18

hành máy quan sát khoảng cách từ mỏ hàn đến sàn mà sử dụng nút

điều khiển trên bảng điều khiển để điều chỉnh khoảng cách từ mỏ

hàn đến sàn hợp lý.

Hình 3.6. Cụm điều chỉnh mỏ hàn lên xuống

- Trƣớc khi tiến hành hàn thì ngƣời vận hành máy điều chỉnh

khoảng cách a đối với từng loại sàn khác nhau bằng tay quay quay

vit me (chỉ điều chỉnh sàn đầu tiên). Có thể sử dụng motor điện để

thay thế tay quay.

- Hƣớng cải tiến đối với các sàn có chiều dài lớn hơn khoảng

di chuyển của máy hàn:

+ Khi máy hàn đi hết hành trình và dừng lại, ta tiếp tục đẩy

sàn đến và tiếp tục hàn.

+ Thay đổi kết cấu, sử dụng 2 motor dẫn động và dùng bộ đếm

để so tốc độ 2 motor nhƣ hình bên dƣới.

e. Tính độ võng dầm chịu lực của sàn thùng xe tải

f. Chọn động cơ và các thông số của bộ phận di chuyển

3.3.3. Tính toán, thiết kế hệ thống lật sàn

a. Yêu cầu khi tính toán, thiết kế

- Cơ cấu kẹp sàn, cơ cấu quay đảm bảo bền khi chịu trọng tải

của sàn: 20000 (N).

- Cơ cấu quay dùng để lật sàn xe có góc quay là 180⁰so với vị