Thiết kế thang máy trong xe buýt 2 tầng

MỤC LỤCPhân tích nhiệm vụ thiết kế Mô tả nhóm thiết kế Phát biểu bài toán thiết kế Lập kế hoạch thiết kế Các bước tiến hành thiết kế Biểu đồ thanh thể hiện lịch trình của quá trình thiết

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA THÀNH PHỐ HỒ

CHÍ MINH

Bộ môn: CSTKM Khoa: Cơ Khí

BÀI TẬP LỚN

MÔN HỌC: PHƯƠNG PHÁP THIẾT KẾ KĨ THUẬT

GVHD: NGUYEÃN THANH NAM

BUYÙT HAI TAÀNG

MỤC LỤC

Phân tích nhiệm vụ thiết kế

Mô tả nhóm thiết kế

Phát biểu bài toán thiết kế

Lập kế hoạch thiết kế

Các bước tiến hành thiết kế

Biểu đồ thanh thể hiện lịch trình của quá trình thiết kế

Xác định các yêu cầu kĩ thuật của bài toán thiết kế

Xác định yêu cầu khách hàng

Ngơi nhà chất lượng

Các yêu cầu kỹ thuật của sản phẩm

Đưa ra ý tưởng

Tham khảo các thiết kế liên quan

Đánh giá ý tưởng, chọn phương án thiết kế

Các ma trận quyết định

Phaân tích nhieäm vuï thieát keá

Mô tả nhóm thiết kế

Sinh viên thực hiện 1: Huỳnh Trọng Nguyên.

Có tính khách quan khi ra quyết định, quyết đoán, là người giàu ý tưởng.

Sinh viên thực hiện 2: Trần Mai Thành Luân.

Năng động, thẳng thắn, làm việc có kế hoạch, có cách suy nghĩ thực tế, rất quả quyết, thường lo lắng về tiến độ công việc.

Sinh viên thực hiện 3: Đoàn Minh Đức

Là người chín chắn, có cách suy nghĩ theo lý thuyết,có khả năng làm rõ mục tiêu và triển khai các quyết định, thường làm việc có kế hoạch

Sinh viên thực hiện 4: Dương Thanh Bình

Biết lắng nghe, xem xét vấn đề dưới nhiều góc độ rồi mới phát biểu ý kiến, dè dặt, kiểm soát kỹ càng, suy nghĩ rồi mới phát biểu

Sinh viên thực hiện 5: Trần Quang Chiếu.

Thích giải quyết công việc độc lập, suy nghĩ chín chắn rồi mới đưa ra quyết định, làm việc tới cùng, biết cách sắp xếp công việc cho mình một cách hợp lý

Để nhóm làm việc có hiệu quả thì cần có 8 vai trò ( mỗi người đảm nhận ít nhất một vai trò) Sau khi xem xét kỹ tính cách của từng người, nhóm

chúng tôi quyết định phân công vai trò như sau:

Người điều phối: Đức

Người lập kế hoạch: Bình, Luân

Người phát kiến: Nguyên

Người đánh giá: Chiếu

Người khám phá: Bình

Người làm việc: Đức, Chiếu

Phát biểu bài toán thiết kế :

Hiện nay xe buýt đã và đang là phương tiện giao thông phổ biến trong thành phố Trong tương lai, hệ thống xe buýt của Việt Nam sẽ ngày càng phát triển để phục vụ cho nhu cầu đi lại của người dân Vì thế sự xuất hiện của xe buýt hai tầng là tất yếu.

Với số lượng người dân sử dụng dịch vụ xe buýt ngày càng đông vì thế hệ thống xe buýt hiện nay có lượng ghế ngồi không đáp ứng được nhu cầu đi lại của người dân

Ví dụ như tuyến xe buýt số 8, 94, 6,

Hiện nay khi ta ra đường sẽ dễ dàng thấy hiện tượng kẹt xe ở khắp mọi nơi, đó chính là do hệ thống đường phố hiện nay không thể đáp ứng với lượng xe cộ quá lớn Mà lượng xe buýt thông thường chiếm một số lượng quá lớn khiến cho tình

trạng kẹt xe càng trầm trọng hơn Vì thế việc sử dụng xe buýt hai tầng là một trong những giải pháp để giảm tình trạng kẹt xe hiện nay.

Mặt khác thiết kế của chúng tôi cũng nhằm giúp cho những người khuyết tật có thể di chuyển dễ dàng lên tầng trên của xe buýt hai tầng nếu như họ có nhu cầu

Lập kế hoạch thiết kế

trình thiết kế

•Bước 1: Xác định nhu cầu khách hàng

•Công việc: Gặp gỡ và thu thập ý kiến của 20 khách hàng thường xuyên đi xe buýt để thăm dò nhu cầu thị trường.

•Nhân lực: Cả nhóm.

•Thời gian: 2 tuần.

•Kết quả của việc tham khảo nhu cầu khách hàng:

–Đối với khách hàng là người đi xe buýt:

–Đối với khách hàng là nhà sản xuất:

 Dễ tháo lắp.

• Bước 2: Lập kế hoạch

• Tổng kết và làm rõ hơn các nhu cầu khách hàng đặt ra cho sản phẩm

• + Thời gian : 1Tuần (2 buổi)

• + Nhân lực: cả nhóm

• Hình thành các thông số kỹ thuật một cách sơ bộ: Từ các yêu cầu khách hàng chúng tôi phân ra 2 nhóm nhỏ:

– Các nhu cầu khách hàng có thể đưa ra các thông số kỹ thuật cụ thể

– Các nhu cầu khách hàng không thể đưa ra các thông số cụ thể

• Ví dụ:Diện tích chiếm chỗ của cầu thang, hay là công suất của

• Sử dụng phương pháp QFD và ngôi nhà chất lượng để xác định yêu cầu kỹ thuật và khả năng cạnh tranh của sản phẩm

• Tham khảo các ý tưởng,các thiết kế liên quan

• + Thời gian : 1 tuần

• + Nhân lực : Đức, Bình,Chiếu

• Đưa ra ý tưởng

• + Thời gian : 2 Tuần

• + Nhân lực : Nguyên

• Đánh giá ý tưởng và lựa chọn ý tưởng

• + Thời gian : 2 Tuần

• +Nhân lực : cả nhóm

• Tính toán thiết kế

• +Thời gian : 2 Tuần

• + Nhân lực : cả nhóm

• Đánh giá sản phẩm

• + Thời gian : 1 Tuần

• + Nhân lực : Cả nhóm

• Soạn báo cáo và nộp bài

• Bước 3: Phân tích nhiệm vụ thiết kế

• Công việc: Phân tích những nhu cầu khách hàng thu thập được thành những yêu cầu rõ ràng, cụ thể và cô đọng, sẵn sàng cho

việc biên dịch sang các thông số kỹ thuật có thể đo lường được.

• Bước này có phần rất quan trọng bởi vì để đáp ứng nhu cầu

khách hàng thì chúng ta cần phải biết làm gì và thiết kế cái gì.Vậy thì nhiệm vụ trong bước này là chúng ta đi phân tích sự liên hệ giữa yêu cầu khách hàng và các ý tưởng thiết kế Cụ thể:

• An toàn Vận tốc,kết cấu.

• Nhanh Vận tốc, năng suất,loại động cơ.

• Không sốc Tính toán và thiết kế các trục, thanh ,lò xo, pittông…

• Không quá đắt Vật liệu, động cơ, sự phức tạp

công nghệ chế tạo

• Tự điều khiển Thiết kế, chế tạo.

• Tiết kiệm nhiên liệu Phụ thuộc động cơ sử dụng.

• Bước 4: Xác định yêu cầu kỹ thu t ậ

nhà chất lượng để xác định các yêu cầu kỹ

thuật từ các yêu cầu khách hàng và khả năng cạnh tranh của sản phẩm trên thị trường Cụ thể: đánh giá quan hệ giữa yêu cầu khách hàng và các thông số kỹ thuật bằng các con số 1,3,9 Tính toán các giá trị Đưa vào ngôi nhà chất

lượng.

Bước 5: Đưa ra ý tưởng thiết kế

– Công việc: Phân tích các chức năng thành

các chức năng con, cốt lõi; tham khảo các

thiết kế liên quan; đưa ra ý tưởng cho từng chức năng con và tổng hợp thành các ý tưởng chung cho sản phẩm thiết kế

– Nhân lực: Nguyên

– Thời gian: 2 tuần

Bước 6: Đánh giá ý tưởng, chọn

phương án thiết kế

chọn một ý tưởng để thiết kế.

Bước 7: Tính toán thiết kế sản

phẩm

phận, thiết kế hình dáng kết cấu của các chi tiết, xây dựng các bản vẽ, mô hình hệ thống.

Bước 8: Đánh giá sản phẩm

năng chế tạo của sản phẩm thông qua mô hình hệ thống và các bộ phận; đánh giá các chỉ tiêu khác.

Bước 9: Soạn bài báo cáo

kỹ thuật, thực hiện thuyết trình cho đề tài.

Biểu đồ thanh thể hiện lịch trình của quá trình thiết kế

Công việc

Người thực hiện

Tuần

3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15

Phân tích nhiệm vụ

thiết kế

Lập kế hoạch thực hiện

Xác định yêu cầu kỹ

thuật

Đưa ra ý tưởng cho bài

toán

Đánh giá ý tưởng, chọn

phương án thiết kế

Tính toán thiết kế

Xác định các yêu cầu kĩ thuật

của bài toán thiết kế:

Xác định yêu cầu khách hàng

• Để thu thập yêu cầu khách hàng nhóm dùng 2 trong 3 phương pháp sau : quan sát, thăm dò và nhóm khảo sát Cụ thể là quan sát và thăm dò ý kiến.

• Trước hết, nhóm họp và phân công các bạn, mỗi người đi một số tuyến

xe buýt trong nội thành cũng như một số tỉnh, quận xung quanh như :

Bình Dương, Thủ Đức để xem xét, đánh giá một số khó khăn, bất cập đối với người đi xe, và tài xế lái xe Đồng thời nêu ra một số câu hỏi rất bình dân, dễ hiểu phù hợp với từng đối tượng xoay quanh vấn đề Chẳng hạn như:

• Anh ( chị) có thích xe buýt 2 tầng không?

• Anh (chị) có muốn trong xe buýt có thang máy không?

• Anh (chị) muốn gì ở cầu thang máy: nhanh hay chậm hay vừa phải, to hay nhỏ, hình dáng có cần cầu kì lắm không? có muốn một lần nhiều người lên được không?

• Theo anh (chị) nên đặt nó ở đâu là hợp lý, thuận tiện nhất?

• Anh (chị) có muốn dễ bảo trì, tuổi thọ cao, sử dụng kỹ thuật mới nhất hay không?

……….

• Nhóm đã làm công việc này trong 2 tuần

(công việc cứ lặp đi lặp lại như thế) Sau đó

nhóm đã tổng hợp, phân loại các ý kiến đó ra thành từng nhóm nhỏ để lọc ra các yêu cầu phù hợp với thời đại cũng như công nghệ chế tạo.

chúng tơi sử dụng phương pháp QFD xây dựng ngôi nhà chất lượng để xác định yêu cầu kỹ

thuật cho baì toán.

những nhà sản xuất,các hợp tác xã,các tổ

• Thứ hai về yêu cầu khách hàng, nhóm đã chắc lọc ra như sau :

– Thẩm my.õ

– Dễ vận hành

– An toàn

– Tuổi thọ cao

– Năng suất cao

– Dễ bảo trì, bảo dưỡng

– Không ồn

• Thứ ba xác định mức độ quan trọng các mối liên quan: Ai đối với cái gì? Nghĩa là đánh giá mức độ quan trọng của mỗi yêu cầu của khách hàng bằng cách đưa ra một số hệ số phụ cho mỗi nhu cầu Hệ số phụ này cho ta khái niệm cần đầu tư bao nhiêu thời gian nhân lực và tiền bạc cho công việc để đáp ứng nhu cầu khách hàng Ở đây yêu cầu quan trọng là đối với khách hàng Còn để đánh giá mức độ quan trọng, nhóm đã

đánh số theo thứ tự, ý nào quan trọng nhất bắt đầu đánh số 1, khách hàngï có thể bỏ trống các yêu cầu mà họ cho là không quan trọng Kết quả thu được như sau:

Thứ tư là đánh giá mức độ cạnh

tranh.Trong chuẩn cạnh tranh, mỗi sản phẩm được so sánh với nhu cầu của

khách hàng Đối với mỗi nhu cầu

khách hàng, nhóm đã sắp xếp thiết kế đang tồn tại theo 5 mức:

Thiết kế hoàn toàn không đáp ứng

nhu cầu

Thiết kế đáp ứng chút ít nhu cầu

Thiết kế đáp ứng nhu cầu về một số mặt

Thiết kế hầu như đáp ứng nhu cầu

Thứ năm là đưa ra các thông số kỹ thuật Nhóm đã dựa vào các yêu cầu khách

hàng và đã đưa ra các thông số kỹ thuật tương ứng như sau:

An toàn Vận tốc, kết cấu

Thẩm mỹ, dễ vận hành Kết

cấu,khích thước (số trục số thanh, đường kính các trục, các thanh…)

Năng suất, tuổi thọ, bảo trì, tiếng ồn

Thứ sáu, tìm mối liên hệ giữa yêu cầu của

khách hàng với các thông số kỹ thuật Độ bền vững của mối tương quan này có thể thay đổi, được số hoá thông qua các giá trị sau:

 3= có quan hệ vừa phải.

 1= có quan hệ kém.

 Ơ tr ng = hoàn toàn không có quan hệ nào cả ố

• Thứ bảy, xác định mối liên hệ giữa các thông số kỹ thuật Giai đoạn này thể hiện ở phần chóp của ngôi nhà chất lượng.

• Thứ tám, thiết lập các chỉ tiêu kỹ thuật: Tốt như thế nào là đủ Ta xác định các thông số như sau:

– Xác định hệ số quan trọng tuyệt đối.

– Xác định hệ số quan trọng tương đối.

– Xác định chuẩn cạnh tranh kỹ thuật.

– Xác định khả năng cạnh tranh kỹ thuật.

1 1 1 1

9 9

9 9

9 9

1 3

3 99

3 4 4 4 3 5 5 5 2 5 5 3 5 4

5 4 5 5 5 4 5

1.7 1 1.7

1

2.5 1 0.8

1.3

1.5

1.5 1.0 1.4

1.0 1.5

8.8 4.0 12.8 7.0 18.8 2.4 6.0 59.8

0.15 0.07 0.21 0.12 0.31 0.04 0.10 2.30 1.69 1.19 0.45 0.99 0.99 3.03 3.03 13.67

0.17 0.12 0.09 0.03 0.07 0.070.22 0.22

Các yêu cầu kỹ thuật của sản phẩm

trong ô sản phẩm trên thị trường, và khả năng cạnh tranh không ghi giá trị Điều đó có nghĩa là sản phẩm của nhóm rất có khả năng được chấp nhận.

hút các nhà đầu tư, nghĩa là đáp ứng các yêu cầu kỹ thuật, đáp ứng yêu cầu khách hàng,

nhóm đã tính toán sơ bộ và đưa ra các giái trị mục tiêu mà theon nhóm cho là hợp lý, cụ thể

Đưa ra ý tưởng

• Mô hình 1:

 Kết cấu: Các bộ phận chính của thang máy gồm có:

 Động cơ,

 Buồng thang máy,

 Hệ thống cáp và ròng rọc,

 Hệ thống các thanh dẫn hướng,

 Bộ điều khiển.

 Hoạt động: Trục quay của động cơ truyền và biến chuyển động quay thành chuyển động tịnh tiến của buồng thang máy thông qua hệ thống cáp và ròng rọc.

 Ưu điểm:

 Chuyển động của hệ thống êm,

 Dễ điều khiển đối với người sử dụng,

 Dùng rộng rãi trong những không gian lớn.

 Nhược điểm:

 Đắt tiền,

Moâ hình2 :

•

 Đây cũng là một mô hình được dùng ngoài thực tế.

ở chỗ là có thêm phần ứng dụng của thuỷ lực và khí nén.

nén nên quá trình tăng tốc và giảm tốc được

thực hiện thuận lợi hơn.

Nhược điểm: Đắt tiền, kết cấu phức tạp

Moâ hình 3:

Đánh giá ý tưởng, chọn

phương án thiết kế

Các ma tr n quy t đ nh ậ ế ị a)Ma trận quyết định 1: Ma trận quyết định ban đầu của cánh cửa và bàn đứng của cầu

thang máy cơ động

Ý TƯỞNG Tiêu chuẩn Hệ số tầm quan

Ý tưởng 1: Ta sử dụng các thiết bị sau :

Thanh đẩy: Số lượng: 4

 2 thanh cố định

 2 thanh động

Bộ phận ổ lăn : Số lượng: 2

 Rãnh trượt : dùng điều khiển quĩ đạo chuyển động của ổ lăn (số lượng: 2)

 Cánh cửa vòng cung (1/4 đường tròn) chiều cao L

• Ý tưởng 2:Ta sử dụng các thiết bị sau:

nhau ( kích thước được tính toán phù hợp ).

b)Ma trận quyết định 2: Ma trận quyết định ban đầu của

động cơ được sử dụng trong cầu thang máy cơ động.

Ý TƯỞNG TIÊU CHUẨN HỆ SỐ MỨC ĐỘ

QUAN TRỌNG (WT)

• Ý tưởng1: Khi hoạt động ta cần sử dụng

nguyên lý hoạt động của thuỷ lực và khí nén nên các thiết bị cần dùng như sau:

chỉnh hoạt động của pittông)

• Ý tưởng 2: Khi hoạt động ta sử dụng nguyên lý hoạt động của xích, nên dùng các thiết bị sau:

• Ý tưởng 3: Tương tự ý tưởng 2, nhưng có sự thay thế như sau :

thái căng).

c)Ma trận quyết định 3: Ma trận quyết định lắp ráp toàn bộ cầu thang máy cơ

• Trong quá trình lập ma trận quyết định nhóm chúng

ra ma trận quyết định này.

 Ý tưởng 2: sử dụng ý tưởng 1 của ma trận

1 kết hợp với ý tưởng 2 của ma trận 2

 Ý tưởng 1: sử dụng ý tưởng 1 của ma trận

1 kết hợp với ý tưởng 1 của ma trận 2

 Ý tưởng 3: sử dụng ý tưởng 2 của ma trận

1 kết hợp với ý tưởng 1 của ma trận 2

 Ý tưởng 4: sử dụng ý tưởng 2 của ma trận

Thiết kế sản phẩm

• Khi t i tr ng F=300 kg ả ọ

• Từ (a) và (b) suy ra : d= 2.55

• Ch n piston có đi u ki n d > 2,55 ọ ề ệ

• Tra b ng đ ả đ ườ ng kính piston ta ch n d=4cm ọ

• Ch n theo tiêu chu n đ ọ ẩ ườ ng kính trong D=7cm

• công su t c n thi t đ nâng piston lêncao: ấ ầ ế đ ể

 Pvào d2/4 =Pra.(D2- d2)/4+Fms +F Π

• Chọn Pra =4 bar

• Tính toán bàn nâng

• Ch n lo i thép có MODUL đàn hồi E=21.107 KN/cm2 ọ ạ

• Ứ ng su t cho phép : = 16.107N/m ấ σ

• Tính moment u n l n nh t t i ti t di n nguy hi m I là: ố ớ ấ ạ ế ệ ể

• Mx =3000*0.75=2250 Nm

• Suy ra =M/W= 2250/300 = 7.5N/m2 σ

• Ta thấy < [ ] nên chọn σ σ

• Tính trục của bánh xe được gắn chặt với ổ lăn

• Chọn thép 45 có [σ u ]=1.75Hp=315-612.5 N/mm2

• [σ n ] = 190-230 N/mm2

• Ta thấy khoảng cách giữa hai gối đỡ=3 cm

• Suy ra moment uốn Mx=F.d,với F là lực lớn nhất tác dụng lên cần gần bằng lực tạo momentuốn cực đại có thể tác dụng lên trục của bánh xe:

• F=30N

• Mx=F*d=30*30=900Nmm=> u=Mx/W=900/(0,1*d3) [ b]=315N/mm2 σ ≤ σ

2 1

1 2 3

VỎ CUA CO DONG CAN GAT

1 1 2 NHOM B.KINH=750 D.KINH=5

Đánh giá sản phẩm

bài toán thiết kế, công việc này có vai trò quan trọng giúp ta có thể nhìn thấy được tổng thể của sản phẩm thiết kế.

•

Việc đánh giá sản phẩm phải dựa trên

các tiêu chí sau:

 Khả năng làm việc: sản phẩm của bài toán thiết kế đó là sự vận dụng của các mô hình về điện ,về thuỷ lực khí nén và thiết bị…….Vì thế để xét khả năng làm việc của sản phẩm phải xét khả năng kết hợp các ứng dụng trên.Vì nhóm thiết kế không hiểu rõ về các ứng dụng trên nhưng thông qua các sản phẩm có trên thị trường nhóm thấy rằng có thể sử dụng các ứng dụng trên cho sản phẩm nên sản phẩm có thể làm việc đựơc.

 Khả năng chế tạo : nhìn vào mô hình sản phẩm trong có

 Khả năng lắp ráp và bảo trì : sản phẩm bài toán thiết kế về số lượng thiết bị tương đối ít và dễ lắp ráp Việc bảo trì chính là khả năng sửa chữa và bôi trơn là những công việc được thực hiện cho động cơ chính và các mạch điện.

sản phẩm 1 tháng 1 lần cho khách hàng sử

dụng sản phẩm.

 Độ tin cậy : cao

chủ quan của nhóm thì sản phẩm không ảnh hưởng tới môi truờng như các sản phẩm có trên thị trường

máy hiệ có thì sản phẩm của nhóm có chi phí thấp hơn về thiết bị cũng như chế tạo nên giá thành thấp hơn nhiều.

• KẾT LUẬN: Thang máy trong xe buýt có thể xem là một sản phẩm mới nên việc đưa vào thị trường là tương đối khó khăn Nhưng dựa vào các đặc tính gọn, rẻ, cơ động, tải trọng cao,

thẩm mỹ, phù hợp cho các thiét kế như cầu

thang máy trong các nhà cao hay thấp, và cũng phù hợp cho các đối tượng tàn tật, Nên sản phẩm thang máy này hứa hẹn đưa đến nhiều tiện ích cho khách hàng và được sử dụng rộng rãi.