Luận Văn Thiết kế chế tạo khuôn đúc áp lực cánh bơm nước chuyên dụng trong nuôi trông thủy sản thâm canh bằng

Đồ án tốt nghiệp
Đề tài: Thiết kế chế tạo khuôn đúc áp lực cánh bơm nước chuyên dụng trong nuôi trông thủy sản thâm canh bằng vật liệu Composite


Mục Lục
LỜI NÓI ĐẦU . 6
CHƯƠNG I. TỔNG QUAN VỀ NGHỆ ĐÚC ÁP L ỰC VẬT LIỆU COMPOSITE
VÀ CÁNH BƠM NƯ ỚC 8
I.1 Tổng quan về công nghệ đúc áp lực vật liệu Composite 8
I.1.1 Đ ịnh nghĩa vật liệu Co mposite . 8
I.1.2 Đ ặc tính chung. 8
I.1.3 Phân lo ại vật liệu Composite: . 9
I.1.4 K ết cấu của vật liệu composite 12
I.1.5 Công ngh ệ chế tạo vật liệu Composite . 20
I.1.6 Cơ ch ế đông đặc, đông rắn tr ong Composite . 24
I.1.7 Cơ tính c ủa vật liệu Composite 24
I.1.8 Xác đ ịnh thời gian đông, rỡ khuôn, đóng rắn . 34
I.2 Tổng quan về cánh b ơm nước . 37
I.2.1 Xây d ựng bản vẽ kết cấu cánh b ơm . 37
I.2.2 Yêu cầu kỹ thuật chế tạo cánh b ơm nước chuyên dụng 52
CHƯƠNG II. THI ẾT KẾ KỸ THUẬT KHUÔN ĐÚC CÁNH B ƠM NƯỚC
CHUYÊN DỤNG TỪ VẬT LIỆU COMPOSITE 55
II.1 Yêu c ầu kỹ thuật bộ khuôn đúc. 55
II.2 K ết cấu bộ khuôn đúc 56
II.2.1 N ửa khuôn trên 56
II.2.2 N ửa khuôn dưới. 56
II.2.3 Ch ốt dẫn hướng, bạc dẫn h ướng. 58
II.2.4 Lõi, t ấm đỡ hai mảnh khuôn . 59
II.3.1 Các kích thư ớc cơ bản của bộ khuôn đúc 60
II.3.2 Ki ểm tra độ bền của khuôn trong quá tr ình làm vi ệc 64
CHƯƠNG III. CH Ế TẠO KHUÔN ĐÚC CÁNH B ƠM 68
III.1 Thi ết kế quy tr ình chế tạo khuôn đúc cánh b ơm . 68
III.1.1 Xây d ựng kết cấu hai nửa khuôn .69
-5-III.2 Ch ế tạo thử nghiệm khuôn đúc 71
III.2.1 L ập trình gia công khuôn v ới sự trợ giúp của máy tính . 71
III.2.2 Chu ẩn bị phôi, máy, dụng cụ cắt gọt, đồ gá . 74
III.2.3 L ập quy trình gia công khuôn . 75
III.2.4 Ki ểm tra khuôn lần cuối 77
CHƯƠNG IV. XÂY D ỰNG QUY TRÌNH CÔNG NGH Ệ ĐÚC CÁNH BƠM . 78
IV. 1 Chu ẩn bị khuôn v à vật liệu . 78
IV. 2 .Quy trình đúc cánh bơm 79
IV. 3 Quy tr ình tháo r ỡ và làm sạch sản phẩm . 85
CHƯƠNG V. ĐÚC TH Ử NGHIỆM, HOÀN CHỈNH VÀ HOẠCH TOÁN GIÁ
THÀNH SẢN PHẨM 86
V. 1 Đúc thử nghiệm . 86
V. 2 Hoàn chỉnh công nghệ v à khuôn đúc 86
V. 3 Hoạch toán giá th ành sản phẩm 87
CHƯƠNG VI. K ẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT . 89
VI.1 Kết luận . 89
VI.2 Đề xuất ý kiến. 89
-6-LỜI NÓI ĐẦU
Ngành nuôi trồng thuỷ sản ở n ước ta được xác định l à một ngành kinh tế mũi
nhọn, có giá trị xuất khẩu cao, mang lại ngoại tệ lớn cho đất n ước, trong đó nuôi
tôm đóng góp m ột phần không nhỏ, nuôi tôm l à nghề đem lại lợi nhuận cao nh ưng
mang tính rủi ro lớn, nếu không đ ược áp dụng khoa học kỹ thuật v à thiết bị máy
móc chuyên nghi ệp.
Trong ngành nuôi tôm thì b ơm nước sục khí l à thiết bị không thể thiếu, nó
mang lại nhiều lợi ích thiết thực nh ư: Bổ sung lượng thiếu hụt ôxy trong n ước; góp
phần làm tăng m ật độ nuôi ít nhất từ 5 10 lần, tạo dòng chảy lưu động trong ao
thường xuyên để gom chất bẩn, thức ăn thừa, duy tr ì điều kiện thích hợp nhất đối
với tôm. Nhưng một vấn đề hết sức quan trọng đặt ra ở đây m à mọi người rất quan
tâm là công ngh ệ chế tạo cánh b ơm. Cánh bơm hi ện đang được sử dụng l à cánh
bơm được chế tạo bằng kim loại ( hợp kim đồng, v à thép không g ỉ), nên giá thành
cao, nặng nề và kém bền với thời gian trong môi tr ường nước biển. Vậy việc chế tạo
thành công cánh bơm nư ớc chuyên dụng bằng vật liệu phi kim loại m à ở đây là vật
liệu Composite sẽ góp phần khắc phục các hạn chế nói tr ên.
Trên cơ sở đó em được Bộ môn Chế Tạo Máy Khoa C ơ Khí trường Đại Học
Nha Trang giao cho đ ề tài: “Thiết kế chế tạo khuôn đúc áp lực cánh
bơm nước chuyên dụng trong nuôi trông thủy sản thâm canh
bằng vật liệu Composite .”
Sau một thời gian nghi ên cứu, tiến hành chế tạo khuôn và đúc thử nghiệm
cánh bơm dưới sự hướng dẫn tận t ình của thầy KS. Lê Ngọc Sơn, em đã hoàn thành
đề tài với đầy đủ nội dung sau:
Chương I: Tổng quan về cánh bơm nư ớc và công ngh ệ đúc áp lực vật liệu
composite.
Chương II: Thi ết kế kỹ thuật khu ôn đúc cánh bơm nư ớc chuyên dụng từ vật liệu
composite.
Chương III: Chế tạo khuôn đúc cánh bơm .
-7-Chương IV: Xây dựng quy trình công ngh ệ đúc cánh b ơm.
Chương V: Đúc thử nghiệm, hoàn chỉnh và hoạch toán giá thành s ản phẩm.
Chương VI: K ết luận và đề xuất.


CHƯƠNG I. TỔNG QUAN VỀ NGHỆ ĐÚC ÁP LỰC VẬT LIỆU
COMPOSITE VÀ CÁNH BƠM NƯ ỚC
I.1 Tổng quan về công nghệ đúc áp lực vật liệu Composite
I.1.1 Định nghĩa vật liệu Composite
Vật liệu Composite hay Composite l à vật liệu tổ hợp từ hai vật liệu có bản
chất khác nhau. Vật liệu tạo th ành có bản chất trội h ơn đặc tính của từng vật liệu
thành ph ần khi xét riêng r ẽ.
I.1.2 Đặc tính chung.
Trong trường hợp tổng quát nhất, một vật liệu Composite gồm một hay nhiều
pha gián đo ạn được phân bố trong một pha li ên tục. Khi vật liệu gồm nhiều pha gián
đoạn, ta gọi đó là Composite h ỗn tạp. Pha gián đoạn thường có cơ tính tr ội hơn pha
liên tục
Pha liên tục được gọi là nền ( matrice ).
Pha gián đoạn được gọi là cốt hay vật liệu tăng c ường (renfort) .
Cơ tính của vật liệu Composite phụ thuộc v ào:
 Cơ tính của các vật liệu th ành phần.
 Luật phân bố h ình học của vật liệ u cốt.
 Tác dụng tương hỗ giữa các vật liệu th ành phần, v.v
Để có thể mô tả một vật liệu Composite, ta cần biết r õ:
 Nguồn gốc và tính chất của các vật liệu th ành phần.
 Dạng hình học của vật liệu cốt v à luật phân bố của nó
 Đặc điểm giữa mặt tiếp xúc giữa vậ t liệu cốt và vật liệu kết dính
-9-Hình 1. Vật liệu Composite
I.1.3 Phân loại vật liệu Composite:
I.1.3.1 Phân loại theo hình d ạng.
Theo hình dạng của vật liệu th ành phần, vật liệu Composite đ ược phân chia th ành
hai họ lớn: vật liệu Composite cốt sợi v à vật liệu Composite cốt hạt (hay bột).
 Vật liệu Composite cốt sợi
Khi vật liệu cốt l à các sợi, ta gọi đó l à Composite c ốt sợi. Sợi đ ược sử dụng có thể
dưới dạng liên tục có thể d ưới dạng gián đoạn: sợi ngắn, vụn v.v Ta có thể điều
khiển sự phân bố, ph ương của sợi để có vật liệu dị h ướng theo ý muốn. V à cũng có
thể tạo ra vật liệu có c ơ - lý tính khác nhau, khi chú ý t ới:
- bản chất của vật liệu th ành phần.
- tỷ lệ của các vật liệu tham gia.
- phương của sợi
Vật liệu Composite cốt sợi có vai tr ò rất quan trọng t rong công nghi ệp, vì vậy việc
nghiên cứu kỹ lưỡng về ứng sử c ơ học của loại vật liệu n ày là rất cần thiết.
 Vật liệu Composite cốt hạt
Khi vật liệu cốt có dạng hạt, ta gọi đó l à Composite c ốt hạt. Hạt khác sợi ở chỗ, nó
không có kích thư ớc ưu tiên.
Hạt thường được dùng để cải thiện một số c ơ tính của vật liệu hoặc của vật liệu nền,
chẳng hạn tăng độ cứng, tăng khả năng chịu nhiệt, chịu m òn, giảm độ co ngót
-10-v.v Trong nhi ều trường hợp, hạt đ ược sử dụng với mục đích l àm giảm giá thành
sản phẩm mà vẫn không làm thay đổi cơ tính của vật liệu
Việc lựa chọn phương án k ết hợp hạt – nền (nhựa) phụ thuộc v ào cơ lý tính mà ta
muốn có. Chẳng hạn, ng ười ta thêm chì vào trong h ợp kim đồng để loại bớt khó
khăn khi gia công. Ch ất gốm kim ( xécme) cũng l à một ví dụ về Composi te kim lo ại
– gốm hạt, hay đ ược sử dụng chế tạo các chi tiết, kết cấu chịu nhiệt độ cao.
I.1.3.2 Phân loại theo bản chất vật liệu th ành phần
Tùy thuộc vào bản chất của vật liệu nền, vật liệu Composite đ ược chia làm ba
nhóm:
 Composite nền hữu cơ ( nhựa, hạt) cùng v ới vật liệu cốt dạng :
- sợi hữu cơ: polyamit, kevlar v.v.
- sợi khoáng: thủy tinh, cacbon v.v
- sợi kim loại : bo, nhôm v.v
 Composite nền kim loại ( hợp kim titan, hợp kim nhôm ) với vật liệu cốt dạng :
- sợi kim loại: bo
- sợi khoáng: cacbon, SiC
 Composite nền khoáng (gốm) với vật liệu cốt dạng:
- sợi kim loại: Bo
- hạt kim loại: chất gốm kim
- hạt gốm: cacbua, nito v.v
Vật liệu Composite nền hữu c ơ chỉ chịu được nhiệt độ từ 200
0
C đến 300
0
C, trong
khi đó Composite n ền kim loại hay nền gốm có thể chịu đ ược nhiệt độ từ 600
0
C (
nền kim loại) hoặc tr ên 1000
0
C ( nền gốm).
-11-I.1.3.3 Theo c ấu trúc vật liệu cốt
Loại cốt hạt v à loại cốt sợi khác nhau ở kích th ước hình học của cốt: Cốt sợi
có tỷ lệ chiều d ài trên đư ờng kính khá lớn, cốt hạt l à các phần tử đẳng trục.
Compozite cấu trúc là khái niệm để chỉ các bán th ành phẩm dạng tấm, lớp, dạng tổ
ong.


TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1]. Trần Ích Thịnh
Vật liệu composite C ơ học và tính toán k ết cấu
NXB Giáo Dục, năm1994
[2]. Nguyễn Đăng C ường
Composite Sợi thủy tinh v à Ứng dụng
NXB Khoa học và kỹ thuật, năm 2006
[3]. GS.TSKH Nguyễn Minh Tuyển
Bơm, Máy nén, Qu ạt Trong công nghệ
NXB Xây Dựng, năm 2005
[4]. Nguyễn Văn May
Bơm, Quạt, Máy nén
NXB Khoa học và kỹ thuật, năm 2003
[5]. Nguy ễn Hoa Thịnh, Nguyễn Đ ình Đức
Vật liệu composite C ơ học và Công ngh ệ
NXB Khoa học và kỹ thuật năm 2001
[6]. Nguyên Hùng
Vật liệu học c ơ sở
NXB Khoa học và kỹ thuật năm 2002
[7]. PGS.PTS Hoàng Tr ọng Bá.
Sử dụng vật liệu phi kimloại trong ng ành cơ khí
NXB Khoa học và kỹ thuật năm 1998
Hà Nội 12/2004.
[13]. Báo cáo t ổng kết đề t ài-Mã số B2005-33-47
“Thiết kế - chế tạo bơm đảo nước chuyên dụng trong nuôi tr ồng thủy sản bằng vật
liệu phi kim loại”.
Th.S – Đặng Xuân Ph ương năm 2007
[14] Thiết kế khuôn cho sản phẩm nhựa
Viện máy và dụng cụ công nghiệp trung tâm đ ào tạo và thực hành Cad/Cam
-92-Biên soạn: PTS. Vũ Hoài Ân
[15] Công ngh ệ lập trình gia công điều khiển số
NHÀ XUẤT BẢN KHOA HỌC V À KỸ THUẬT
Đoàn Thị Minh Trinh – Nguyễn Ngọc Tâm
[16] Máy công c ụ CNC và phương pháp l ập trình gia công
Th.S Đặng Xuân Ph ương
[17] Hướng dẫn sử dụng Pro Engineer 200i
Th.S Đặng Xuân Phương
[18] “Xác định cấu tạo lớp v à Mat - nhựa hợp lý chế tạo cánh b ơm chuyên d ụng cho
nuôi trồng thủy sản bằng vật liệu compozite.”
Đề tài tốt nghiệp của sinh vi ên Đỗ Văn Thân 43CT
[19] GS.TS Nguy ễn Trọng Hiệp
CHI TIẾT MÁY
Nhà Xuất Bản Đại Học V à Giáo D ục Chuyên Nghiệp
[20]
GS.TS Nguyễn Đặc Lộc
PGS.TS Lê Văn Ti ến
PGS.TS Ninh Đ ức Tốn
PGS.TS Trần Xuân Việt
SỔ TAY CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY
Nhà Xuất Bản Khoa Học V à Kỹ Thuật