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