Nghiên cứu hệ số điều chỉnh biến dạng khuôn đùn cao su - Trần Vĩnh Hưng

483 T¹p chÝ Hãa häc, T. 47 (4), Tr. 483 - 490, 2009 NGHI£N CøU HÖ Sè §IÒU CHØNH BI£N D¹NG KHU¤N §ïN CAO SU §Õn Tßa so¹n 3-7-2008 TRÇN VÜNH H¦NG, NGUYÔN V¡N C¦êNG, CH¢U M¹NH QUANG Tr−êng §¹i häc Giao th«ng vËn t¶i ABSTRACT This paper introduces a method to identify the correction coefficient for extrusion moulds by means of experimental planning. On the basis of theory and experience, the software Calculating the profile correction coefficient of rubber extrusion moulds is designed to identify the mould correction coefficient and correction profile. At the same time, through this method, the research team present the results of types of corrected rubber felt seal moulds on the coach B80HN. I - §Æt vÊn ®Ò Do nh÷ng ¶nh h−ëng cña nhiÖt ®é, tèc ®é ®ïn, kiÓu biªn d¹ng, lo¹i cao su lμm cho viÖc thiÕt kÕ chÕ t¹o khu«n ®ïn s¶n phÈm cao su ®¹t ®óng biªn d¹ng thiÕt kÕ lμ rÊt khã kh¨n, trong thùc tÕ nhμ s¶n xuÊt ph¶i thùc hiÖn thö ®ïn vμ ®iÒu chØnh nhiÒu lÇn. Víi môc ®Ých t×m ra biªn d¹ng khu«n ®ïn Ýt ph¶i hiÖu chØnh nhÊt, cho kÕt qu¶ s¶n phÈm ®ïn gÇn víi thiÕt kÕ nhÊt. Nhãm nghiªn cøu ®· t×m ra hÖ sè ®iÒu chØnh cña biªn d¹ng khu«n ®ïn tõ ph−¬ng ph¸p quy ho¹ch thùc nghiÖm [1, 2]. II - Néi dung C¨n cø vμo c¸c thö nghiÖm thùc tÕ trong qu¸ tr×nh ®ïn s¶n phÈm, ®Æt mèi quan hÖ gi÷a nhiÖt ®é, tèc ®é, biªn d¹ng víi sù biÕn thiªn cña biªn d¹ng s¶n phÈm b»ng quan hÖ to¸n häc. y = f(x1,x2,, xj ; α1,α2 αn) = a0 + a1x1 + a2x2 +  + anxn + a12x1x2 +  + a(n-1)nxn-1xn Trong ®ã: y lμ biªn d¹ng ®iÒu chØnh xi lμ c¸c nh©n tè ¶nh h−ëng a lμ hÖ sè ®iÒu chØnh. Qua ®ã x¸c ®Þnh ®−îc chÕ ®é tèi −u nhÊt cña qu¸ tr×nh ®ïn s¶n phÈm, vμ hÖ sè ®iÒu chØnh biªn d¹ng khu«n thùc tÕ so víi biªn d¹ng thiÕt kÕ. Quy tr×nh thùc hiÖn ®−îc tr×nh bμy trªn h×nh 1. 1. B¶n vÏ thiÕt kÕ Môc tiªu ph¶i ®ïn ra s¶n phÈm cã biªn d¹ng ®óng biªn d¹ng thiÕt kÕ hoÆc gÇn víi biªn d¹ng thiÕt kÕ nhÊt. H×nh 2 lμ biªn d¹ng thiÕt kÕ. 2. Thùc nghiÖm Thùc hiÖn N = k2 c¸c thÝ nghiÖm. Trong ®ã k lμ c¸c yÕu tè thÝ nghiÖm (tèc ®é, nhiÖt ®é ®ïn, biªn d¹ng). Bè trÝ thÝ nghiÖm theo b¶ng thùc nghiÖm 3 nh©n tè 484 H×nh 1 H×nh 2 C¸c gi¶ thiÕt Môc tiªu TiÕn hμnh thÝ nghiÖm Xö lý sè liÖu vμ ph©n tÝch kÕt qu¶ So s¸nh kÕt qu¶ tÝnh to¸n víi gi¶ thiÕt §−a ra hμm sè biÓu thÞ mèi quan hÖ C¸c gi¶ thiÕt kh¸c §¹t Kh«ng §¹t 485 B¶ng thùc nghiÖm 3 nh©n tè §iÓm thÝ nghiÖm Nh©n tè (1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) (8) X1 -1 +1 -1 +1 -1 +1 -1 +1 X2 -1 -1 +1 +1 -1 -1 +1 +1 X3 -1 -1 -1 -1 +1 +1 +1 +1 §¸p y y1 y2 y3 y4 y5 y6 y7 y8 H×nh 3: HÖ thèng m¸y ®o to¹ ®é Micro-Hite® DCC X1: Tèc ®é ®ïn, X2: NhiÖt ®é ®ïn, X3: KiÓu biªn d¹ng Xi = 1 øng víi møc cao cña nh©n tè j. Xi = -1 øng víi møc thÊp cña nh©n tè j. Biªn d¹ng s¶n phÈm thÝ nghiÖm ®−îc ®o trªn m¸y ®o chuyªn dïng Micro-Hite®DCC. §Æc tÝnh kü thuËt cña m¸y: Cã c¸c bé truyÒn ®éng trùc tiÕp tèc ®é cao. KÝch th−íc ®o ®−îc cña mÉu 22 × 30 × 19 inch (559 × 750 × 483 mm). Bμn b»ng ®¸ Granite t¹o bÒ mÆt lμm viÖc cã ®é æn ®Þnh, ®é chÝnh x¸c cao. Tèc ®é ®o cao: 40 ®iÓm ®o/phót. §é chÝnh x¸c cña m¸y 0,1 μm. C¸c ®Öm khÝ cã t¸c dông gi¶m ma s¸t cho c¸c trôc khi chuyÓn ®éng. CÊu tróc m¸y cho phÐp n©ng cao ®é chÝnh x¸c cña phÐp ®o khi ho¹t ®éng trong m«i tr−êng cã nhiÖt ®é biÕn thiªn lín. KÕt qu¶ ®o ®−îc kiÓm tra tÝnh ®ång nhÊt vμ ®−a vμo bμi to¸n thùc nghiÖm. 3. §−a kÕt qu¶ thÝ nghiÖm vμo phÇn mÒm tÝnh to¸n hÖ sè ®iÒu chØnh biªn d¹ng a) Giíi thiÖu phÇn mÒm TÝnh to¸n hÖ sè ®iÒu chØnh biªn d¹ng khu«n ®ïn PhÇn mÒm ®−îc viÕt b»ng ng«n ng÷ lËp tr×nh Autolisp, ®−îc nhóng trong m«i tr−êng Autocad. øng dông phÇn mÒm ®−îc viÕt b»ng ng«n ng÷ AutoLisp, cho nªn toμn bé ch−¬ng tr×nh lμ mét tËp hîp c¸c hμm ®−îc ph©n chia thμnh c¸c nhãm chøc n¨ng nh− sau: 486 Giao diÖn ng−êi sö dông (GRAPHIC USER INTERFACE) excel loader Definiti on file loader state machine TÝnh to¸n VÏ C¸c file ®Þnh nghÜa (DEFINITION FILES) C¸c file AUTOLISP (DIALOGS, MENUS) Qóa tr×nh vÏ ®−îc thùc hiÖn nh− sau: Trong ®ã: Giao diÖn ng−êi sö dông: Bao gåm c¸c hép tho¹i (dialog) cho phÐp ng−êi sö dông nhËp d÷ liÖu vμ ®iÒu khiÓn lÖnh. Nhãm excel loader cã chøc n¨ng ®äc d÷ liÖu tõ file excel vμ ghi d÷ liÖu vμo file excel. Nhãm definition file loader cã chøc n¨ng ®äc vμ xö lý c¸c th«ng tin trong c¸c file ®Þnh nghÜa. Nhãm state machine cã chøc n¨ng xö lý c¸c chuçi ký tù ®−îc ®äc ra tõ file ®Þnh nghÜa biªn d¹ng hay ®−îc nhËp tõ bμn phÝm ®Ó tõ ®ã trÝch läc ra c¸c lÖnh vÏ còng nh− c¸c tham sè cña c¸c lÖnh vÏ. Nhãm tÝnh to¸n xö lý c¸c th«ng sè ®o ®−îc l−u trong file excel. C¸c gi¸ trÞ ®−îc tÝnh to¸n xong l¹i ®−îc ghi l¹i vμo file excel. Nhãm vÏ thùc hiÖn qu¸ tr×nh vÏ biªn d¹ng ra b¶n vÏ AutoCAD. C¸c th«ng sè ®Ó vÏ ®−îc nhËp vμo tõ file excel vμ ®−îc xö lý tÝnh tãan tr−íc khi vÏ. C¸c lÖnh vÏ cã thÓ ®−îc nhËp vμo tõ file ®Þnh nghÜa biªn d¹ng hoÆc nhËp trùc tiÕp tõ bμn phÝm. Tõng lÖnh vÏ ®−îc xö lý qua state machine ®Ó trÝch läc ra c¸c lÖnh vμ c¸c tham sè. Sau khi c¸c th«ng sè ®Ó vÏ còng nh− c¸c lÖnh vÏ ®ã ®−îc nhËp vμ xö lý th× ch−¬ng tr×nh b¾t ®Çu thùc hiÖn vÏ tõng lÖnh mét. VÏ xong tuú theo yªu cÇu cña ng−êi sö dông ch−¬ng tr×nh cã thÓ ®−a vμo khung b¶n vÏ vμ c¸c miªu t¶ ®−îc l−u trong mét file DWG nμo ®ã ë ngoμi. Sau khi cμi ®Æt trªn Menu cña phÇn mÒm Autocad xuÊt hiÖn thªm Menu ” B2007-04- 53TD (khoanh trßn). Giao diÖn phÇn mÒm (h×nh 4). File Excel D÷ liÖu nhËp tõ Bμn phÝm File §Þnh nghÜa biªn State Marchine LÖnh ®ã ®−îc ph©n t¸ch File DWG (khung, m« t¶) TÝnh to¸n Th«ng sè vÏ VÏ B¶n vÏ 487 H×nh 4 b) Gi¶i thÝch giao diÖn phÇn mÒm Th«ng sè ®Çu vμo: Cho phÐp ng−êi thiÕt kÕ khu«n nhËp chÕ ®é ®ïn øng víi lo¹i cao su ®−îc ®ïn. Tèc ®é: NhËp tèc ®é ®ïn, tèc ®é ®ïn nμy kh«ng ®−îc v−ît ra ngoμi giíi h¹n min vμ max (gi¸ trÞ min vμ max lμ giíi h¹n tèc ®é mμ mμ m¸y cã thÓ ®ïn ®−îc ®¶m b¶o l−u hãa tèt, phô thuéc vμo tõng lo¹i m¸y vμ lo¹i cao su). Cã thÓ chän lo¹i cao su ®ïn trong môc VËt liÖu, khi ®ã sÏ tù ®éng cho nhiÖt ®é min vμ max. NhiÖt ®é: NhËp nhiÖt ®é ®ïn, nhiÖt ®é ®ïn nμy kh«ng ®−îc v−ît ra ngoμi giíi h¹n min vμ max (gi¸ trÞ min vμ max lμ giíi h¹n nhiÖt ®é mμ cao su ch¶y dÎo phô thuéc vμo tõng lo¹i cao su) [3, 4]. 488 Biªn d¹ng: NhËp giíi h¹n dao ®éng cña biªn d¹ng so víi biªn d¹ng thiÕt kÕ (sau ®ã phÇn mÒm sÏ tÝnh ra biªn d¹ng tèi −u nhÊt trong giíi h¹n nμy cïng víi chÕ ®é tèc ®é vμ nhiÖt ®é ®ïn) Ch−¬ng tr×nh tÝnh: Cho phÐp nhËp File chøa kÕt qu¶ thùc nghiÖm d−íi d¹ng Excel. Vμ sau khi tÝnh to¸n File nμy còng chøa lu«n kÕt qu¶ hiÖu chØnh cña tõng ®iÓm trªn biªn d¹ng. C¸ch thùc hiÖn: Click biÓu t−îng vμ t×m ®Õn th− môc l−u File. -> Open Sau khi nhËp th«ng sè ®Çu vμo vμ nhËp file ch−a kÕt qu¶ thùc nghiÖm Click Ch−¬ng tr×nh sÏ tù ®éng tÝnh to¸n vμ gäi ra täa ®é c¸c ®iÓm trªn biªn d¹ng khu«n ®· chän. Biªn d¹ng: Cho phÐp ng−êi dïng chän kiÓu biªn d¹ng khu«n cÇn hiÖu chØnh C¸ch thùc hiÖn: Click chän vμo biÓu t−îng vμ chän kiÓu biªn d¹ng cÇn hiÖu chØnh, sau khi chän biªn d¹ng sÏ hiÖn ë phÝa trªn bªn tr¸i cña giao diÖn . §iÓm trªn biªn d¹ng: Chøa c¸c ®iÓm trªn biªn d¹ng khu«n ®−îc kh¶o s¸t. Ta cã thÓ xem täa ®é tõng ®iÓm vμ kÕt qu¶ hiÖu chØnh cña tõng ®iÓm b»ng c¸ch click vμo tõng ®iÓm. KÕt qu¶ thùc nghiÖm: Cho phÐp ng−êi thiÕt kÕ kiÓm tra hoÆc nhËp kÕt qu¶ biÕn ®éng cña tõng ®iÓm kh¶o s¸t trªn biªn d¹ng trong c¸c thÝ nghiÖm. HÖ sè hiÖu chØnh: HiÓn thÞ täa ®é thiÕt kÕ cña c¸c ®iÓm trªn biªn d¹ng khu«n vμ kÝch th−íc cÇn hiÖu chØnh cña c¸c ®iÓm ®ã. 489 NÕu kh«ng cã File Biªn d¹ng: Ta cã thÓ vÏ trùc tiÕp biªn d¹ng khu«n b»ng c¸c lÖnh vÏ cña Autocad trong hép tho¹i: Råi nhÊn Them VÝ dô: CÇn vÏ ®−êng th¼ng nèi ®iÓm 1 ®Õn ®iÓm 2 : Line 1 2 → Them. CÇn vÏ cung trßn ®i qua ba ®iÓm 1,2,3: arc 1 2 3 → Them. VÏ: Sau khi nhËp ®Çy ®ñ c¸c th«ng tin, vμ kiÓu biªn d¹ng. Click “Ve” Ch−¬ng tr×nh sÏ tù ®éng vÏ ra biªn d¹ng khu«n hiÖu chØnh vμ biªn d¹ng khu«n thiÕt kÕ. §Ó khi vÏ ra biªn d¹ng ®−îc chøa trong khung b¶n vÏ kü thuËt, ta cã thÓ chän môc “b¶n vÏ kü thuËt” môc nμy chøa mét sè khung b¶n vÏ vμ khung tªn ®−îc ®Þnh nghÜa s½n Sau khi vÏ, kÕt qu¶ nh− sau (h×nh 5): Mμu ®á lμ biªn d¹ng khu«n ®iÒu chØnh, mμu ®en lμ biªn d¹ng khu«n thiÕt kÕ. H×nh 5 490 III - KÕt luËn Sù thay ®æi biªn d¹ng cña c¸c s¶n phÈm gio¨ng cao su ®−îc chÕ t¹o theo c«ng nghÖ ®ïn phô thuéc vμo nhiÒu yÕu tè. Trong ®ã c¸c yÕu tè nhiÖt ®é khu«n, tèc ®é ®ïn, kiÓu biªn d¹ng ®−îc chän cho viÖc nghiªn cøu trªn hai lo¹i cao su 70 vμ 50 theo ®¬n cao su cña Hμn Quèc ®−îc dïng nhiÒu ë ViÖt Nam. KÕt qu¶ nghiªn cøu ®· thiÕt lËp ®−îc hÖ sè ®iÒu chØnh cho c¸c lo¹i gio¨ng kh¸c nhau. Khi chÕ t¹o sai lÖch cña tiÕt diÖn gio¨ng so víi biªn d¹ng thiÕt kÕ ®¹t ®−îc tõ (0,1 - 0,2) mm. TiÕt kiÖm thêi gian vμ chi phÝ chÕ t¹o khu«n, t¨ng ®é chÝnh x¸c cña gio¨ng sÏ tiÕt kiÖm thêi gian l¾p, t¨ng ®é kÝn khÝt vμ ®é thÊm n−íc cña « t«. Tμi liÖu tham kh¶o 1. T« CÈm Tó (chñ biªn). ThiÕt kÕ vμ ph©n tÝch thÝ nghiÖm quy ho¹ch thùc nghiÖm, Nhμ xuÊt b¶n Khoa häc kü thuËt Hμ Néi (2003). 2. TrÇn V¨n §Þch. Nghiªn cøu ®é chÝnh x¸c gia c«ng b»ng thùc nghiÖm, Nhμ xuÊt b¶n Khoa häc vμ Kü thuËt Hμ Néi (2003). 3. NguyÔn ViÖt B¾c, Lª Träng ThiÕp. Hãa häc vμ c«ng nghÖ cao su, Bé Quèc phßng Trung t©m Khoa häc kü thuËt – C«ng nghÖ qu©n sù (2000). 4. NguyÔn V¨n D¸n. C«ng nghÖ vËt liÖu míi, Nhμ xuÊt b¶n §H Quèc Gia Tp. Hå ChÝ Minh (2003). T¸c gi¶ liªn hÖ: TrÇn VÜnh H−ng Tr−êng §¹i häc Giao th«ng VËn t¶i.