Nghiên cứu mô phỏng máy uốn ống trên phần mềm Pro/Engineer

Tuyển tập Báo cáo Hội nghị Sinh viên Nghiên cứu Khoa học lần thứ 7 Đại học Đà Nẵng năm 2010<br /> <br /> <br /> NGHIÊN CỨU MÔ PHỎNG MÁY UỐN ỐNG<br /> TRÊN PHẦN MỀM PRO/ENGINEER<br /> RESEARCH IMITATE THE PIPE BENDING MACHINE<br /> ON THE PRO/ENGINEER SOFTWARE<br /> <br /> <br /> SVTH: Trần Công Truyền<br /> Lớp 08C1LT, Trường Đại học Bách khoa<br /> GVHD: TS. Đinh Minh Diệm<br /> Khoa cơ khí, Trường Đại học Bách khoa<br /> <br /> <br /> TÓM TẮT<br /> Ngày nay, sự phát triển mạnh mẽ của máy tính đã hỗ trợ cho việc thiết kế máy móc nhanh<br /> chóng, chính xác và hiệu quả. Bài báo cáo này đề cập đến vấn đề ứng dụng phần mềm<br /> Pro/engineer để mô phỏng động học máy uốn ống nhằm mang lại tính trực quan của mô hình máy<br /> đã thiết kế và phục vụ công tác đào tạo, vận hành máy thực tế.<br /> ABSTRACT<br /> Nowadays, computer's stalwart development supported give the machinery to design fast,<br /> the accuracy and the efficiency. What a this report to touch on Pro/engineer software application<br /> problem to imitate the kinetics the pipe bending machine for bring back model's calculate visually<br /> the machine designs and work nippy is educate, the operate fact machine.<br /> <br /> 1. Đặt vấn đề<br /> 1.1. Nhu cầu về ống<br /> Hiện nay, ống được sử dụng rộng rãi và không thể thiếu đối với nhiều ngành như<br /> công nghiệp hóa dầu cần ống để xây dựng các đường ống dẫn dầu dẫn khí vận chuyển<br /> xuyên quốc gia xuyên lục địa, ống dùng dẫn gió hệ thống lạnh và làm trang trí nội thất<br /> trong tàu thủy, ống phục vụ cho ngành cấp thoát nước, thủy lợi, thủy điện, nội thất, xây<br /> dựng…Đặc biệt, nước ta đã và đang tiến hành xây dựng hàng loạt cảng biển nước sâu<br /> như:Vân Phong, Vũng Áng, Thị vải – Cái Mép… và nhiều nhà máy đóng tàu mọc lên do<br /> vậy sẽ cần rất nhiều ống, chủng loại ống hơn nữa để đáp ứng nhu cầu thực tế (xem hình1).<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> 1.2. Sự đa dạng về kích thước và hình dáng của ống:<br /> Mối ngành, mỗi lĩnh vực nêu trên mục (1.1.) đòi hỏi ống phải có đủ hình dáng kích<br /> <br /> 44<br />  Tuyển tập Báo cáo Hội nghị Sinh viên Nghiên cứu Khoa học lần thứ 7 Đại học Đà Nẵng năm 2010<br /> <br /> <br /> cỡ mới phù hợp, khi ống được sản xuất ra đều ở dạng tiêu chuẩn trừ những loại ống được<br /> chế tạo chuyên dụng ngay từ đầu, bởi vậy cần phải làm biến dạng ống hay nói cách khác<br /> đó là gia công ống theo từng kích thước, hình dáng khác nhau sao cho phù hợp và đáp ứng<br /> được yêu cầu công việc.<br /> Biến dạng ống theo yêu cầu cần phải nắm rõ bản chất vật liệu và nguyên lí biến<br /> dạng, tính toán cụ thể chính xác khi đó thực hiện mới mang lại kết quả cao.<br /> Để đáp ứng nhu cầu cấp thiết đó tác giả đã tiến hành nghiên cứu thiết kế máy uốn<br /> ống và mô phỏng trên phần mềm Pro/Engineer một phần mềm nổi tiếng của hãng<br /> Parametric Technology Corporation USA mạnh về mô hình hóa 3D, lắp ráp, mô phỏng, gia<br /> công, tính toán sức bền chi tiết máy được nhiều chuyên gia thiết kế trên thế giới sử dụng và<br /> đánh giá cao bởi hiệu quả thiết thực mà phần mềm này mang lại.<br /> Trong khuôn khổ bài báo cáo này, tác giả trình bày quá trình mô phỏng máy uốn<br /> ống trên phần mềm Pro/Engineer.<br /> <br /> 2. Nội dung<br /> 2.1. Nghiên cứu nhu cầu ống<br /> Tìm hiểu nghiên cứu nhu cầu về ống hiện nay tại Việt nam và trên thế giới được sử<br /> dụng trong ngành nào, cần những loại ống nào là chủ yếu.<br /> 2.2. Nghiên cứu biến dạng ống<br /> Tìm hiểu nghiên cứu biến bạng ống theo những hình dáng kích thước khác nhau<br /> bằng các phương pháp như biến dạng bằng tay, bằng cơ, bằng thủy lực khí nén, điện…<br /> 2.3. Nghiên cứu phần mềm Pro/Engineer<br /> Tìm hiểu nghiên cứu tổng quan về phần mềm, nghiên cứu cụ thể các chức năng các<br /> modun ứng dụng cụ thể trong phần mềm trong đó có modun Mechanism chuyên về mô<br /> phỏng động học, động lực học của cơ cấu máy.<br /> 2.4. Thiết kế máy uốn ống theo yêu cầu<br /> Trên cơ sở tính toán dữ liệu tiến hành thiết kế mô hình máy uốn ống trên phần mềm<br /> Pro/engineer theo yêu cầu sát với thự tế sản xuất.<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> Hình 2: Hình ảnh một loại máy uốn ống<br /> 2.5. Mô phỏng máy uốn ống trên phần mềm Pro/Engineer<br /> Thiết đặt các thông số cần thiết tiến hành mô phỏng máy trên phần mềm Pro/Engineer<br /> <br /> 45<br />  Tuyển tập Báo cáo Hội nghị Sinh viên Nghiên cứu Khoa học lần thứ 7 Đại học Đà Nẵng năm 2010<br /> <br /> <br /> 3. Phạm vi nghiên cứu<br /> 3.1. Nghiên cứu về các chủng loại ống được sử dụng rộng rãi trên thị trường hiện nay<br /> 3.2. Nghiên cứu một số máy uốn ống<br /> 3.3. Nghiên cứu về phần mềm Pro/Engineer<br /> 3.4. Dùng modun Mechanism của<br /> phần mềm Pro/Engineer để mô<br /> phỏng máy uốn ống<br /> <br /> 4. Sơ đồ nguyên lý uốn ống<br /> Máy uốn ống thiết kế hoạt<br /> động đơn giản trên nguyên lí ngàm<br /> ống 01 sẽ giữ một đầu ống 03 rồi<br /> quay cùng với khuôn uốn 02 một góc 01 02 03 04<br /> <br /> uốn bất kì do ta đặt, má kẹp 04 kẹp<br /> và giữ ống không cho nó bị rớt ra khi<br /> Hình 3: Sơ đồ nguyên lí uốn ống<br /> làm việc. Do khuôn uốn 02 có bán<br /> kính ban đầu nên sản phẩm ống sẽ có bán kính như khuôn.<br /> Động cơ truyền động qua các bộ truyền rồi TÍNH TOÁN DỮ LIỆU<br /> đến trục gắn khuôn uốn làm khuôn quay.<br /> THIẾT KẾ CÁC CHI TIẾT<br /> 5. Mô hình mô phỏng và kết quả<br /> Do giới hạn của nội dung báo cáo, tác giả chỉ LẮP RÁP THÀNH MÔ HÌNH MÁY<br /> trình bày tổng quan về quá trình thiết đặt các thông số<br /> cần thiết và thực hiện mô phỏng trên phần mềm, mà<br /> THIẾT ĐẶT CÁC THÔNG SỐ<br /> không thể nêu cụ thể quá trình thực hiện.<br /> Kết quả phân tích các thông số của máy uốn<br /> MÔ PHỎNG MÁY UỐN ỐNG<br /> ống (xem hình 5)<br /> Để bắt đầ mô phỏng, trước tiên phải định Hình 4: Sơ đồ quá trình thực hiện<br /> mô phỏng máy uốn ống<br /> nghĩa phân tích kích vào biểu tượng<br /> Hộp thoại Analysis Definition xuất hiện, tiến hành nhập các thông số cần thiết vào<br /> Name: Đặt tên<br /> Type: Kinematic<br /> Start Time: 0<br /> End time: 13.7<br /> Fame Rate: 10<br /> Minimum Interval: 0.1<br /> Khi hoàn thành các thao tác trên chọn Run để chạy thử, chọn OK chấp nhận các<br /> thông số đã thiết đặt.<br /> Lưu lại chuyển động đó dưới dạng Film bằng việc lựa chọn lệnh Playback.<br /> <br /> 46<br />  Tuyển tập Báo cáo Hội nghị Sinh viên Nghiên cứu Khoa học lần thứ 7 Đại học Đà Nẵng năm 2010<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> Hình3: Biểu đồ tương quan vị trí, vận tốc với thời gian.<br /> <br /> Kích biểu tượng hộp thoại Playback xuất hiện, chọn nút Collision Detection<br /> Settings...<br /> Tại mục General Settings chọn Global Collision Detection để phát hiện va chạm và<br /> rung báo hiệu chọn Ring Message Bell when Colliding. Nhấn OK chấp nhận.<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> Hình 6: Mô phỏng máy uốn ống dạng film trên trình Windows Media Player<br /> <br /> <br /> 47<br />  Tuyển tập Báo cáo Hội nghị Sinh viên Nghiên cứu Khoa học lần thứ 7 Đại học Đà Nẵng năm 2010<br /> <br /> <br /> Nhấp vào biểu tượng trên hộp thoại Playback 1 lần nữa thì hộp thoại điều<br /> khiển Animate mô phỏng mở ra, tiếp tục bấm chọn Capture, bảng thông báo Capture hiện<br /> ra với các lựa chọn cho file Film muốn làm như: đường dẫn đến nơi chứa file, định dạng<br /> cho file, kích thước giao diện của file, chất lượng hình ảnh… Cuối cùng, bấm chọn OK,<br /> phần mềm sẽ tạo file Film của mô phỏng máy..<br /> Kết quả, quá trình mô phỏng động học máy uốn ống được tạo thành dưới dạng file<br /> *.mpeg, có thể chạy với hầu hết ứng dụng Media.<br /> <br /> 6. Kết luận:<br /> Đã nghiên cứu các loại ống.<br /> Đã nghiên cứu các loại máy uốn ống và chọ máy thiết kế phù hợp<br /> Đã nghiên cứu phần mềm Pro/Engineer.<br /> Đã ứng dụng phần mềm Pro/Engineer thiết kế mô hình máy uốn ống.<br /> Đã ứng dụng phần mềm Pro/Engineer mô phỏng máy uốn ống.<br /> Đã đưa ra được kết quả mô phỏng.<br /> <br /> 7. Hướng phát triển:<br /> Việc ứng dụng phần mềm Pro/engineer mô phỏng máy uốn ống là nền tảng cơ bản<br /> để mở rộng ra nhiều mô hình máy, thiết bị, dây chuyền thiết kế khác điều đó sẽ mang lại<br /> hiệu quả kinh tế vô cùng thiết thực cho công tác nghiên cứu, làm việc và áp dụng vào sản<br /> xuất cho các sinh viên, giảng viên, các viện, trường học và các công ty…<br /> Tập trung đầu tư cơ sở vật chất để có thể ứng dụng tối đa, mở rộng và chuyên sâu<br /> các modun của phần mềm Pro//Engineer như đầu tư máy scan tọa độ 3D và chuyển dữ liệu<br /> sang phần mềm Pro/Engineer thì sẽ nhận được mô hình máy thực tê.<br /> <br /> <br /> TÀI LIỆU THAM KHẢO<br /> <br /> <br /> [1] Trịnh Chất, Lê Văn Uyển, Tính toán thiết kế hệ dẫn động cơ khí, Tập 1,2, Nxb Giáo<br /> Dục, Hà Nội, 1998.<br /> [2] TS Đinh Minh Diệm, Giáo trình công nghệ kim loại, Trường Đại học Bách Khoa Đà<br /> Nẵng, 2001.<br /> [3] TS Đinh Minh Diệm, Giáo trình lắp đặt và sửa chữa máy, Trường Đại học Bách Khoa<br /> Đà Nẵng, 2001.<br /> [4] Nguyễn Trọng Hiệp, Nguyễn Văn Lẫm, Thiết kế chi tiết máy, Nxb Khoa học và Kĩ<br /> thuật, Hà Nội, 2006.<br /> [5] Phạm Đăng Phước, Lưu Đức Bình, Mô phỏng quá trình gia công bánh răng côn cong<br /> dạng cung tròn Gleason trên máy tính, Trường Đại học Bách khoa, Đại học Đà Nẵng.<br /> [6] PGS TS Nguyễn Văn Yến, Giáo trình chi tiết máy, Nxb Giao thông vận tải, 2003<br /> [7] David S. Kelley, Pro/Engineer Wildfre Instructor, Purdue Universty, 2003.<br /> <br /> 48<br />