Thiết kế thang máy trong xe buýt 2 tầng

Xác định các yêu cầu kĩ thuật của bài toán thiết kế Xác định yêu cầu khách hàng...11 Ngơi nhà chất lượng...14 Các yêu cầu kỹ thuật của sản phẩm...14 IV.. Các nhu cầu khách hàng có thể đư

BÀI TẬP LỚN

MÔN HỌC: PHƯƠNG PHÁP THIẾT KẾ KĨ THUẬT

TÊN ĐỀ TÀI:

THANG MÁY TRONG XE BUÝT HAI TẦNG

Trần Mai Thành Luân MSSV: 20501591

Đoàn Minh Đức MSSV: 20500649

Dương Thanh Bình MSSV: 20500189

Trần Quang Chiếu MSSV: 20500273

Năm học 2007-2008

MỤC LỤC

I Phân tích nhiệm vụ thiết kế

Mô tả nhóm thiết kế 3 Phát biểu bài toán thiết keá 4

II Lập kế hoạch thiết kế

Các bước tiến hành thiết kế 5 Biểu đồ thanh thể hiện lịch trình của quá trình thiết kế 10

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

Xác định yêu cầu khách hàng 11 Ngơi nhà chất lượng 14 Các yêu cầu kỹ thuật của sản phẩm 14

IV Đưa ra ý tưởng

Tham khảo các thiết kế liên quan 15

V Đánh giá ý tưởng, chọn phương án thiết kế

Các ma trận quyết định 18 Lựa chọn ý tưởng để triển khai thiết kế 22

VI Thiết kế sản phẩm

Tính toán thiết kế………24 Bản vẽ thiết kế……… 25

VII Đánh giá sản phẩm

Đánh giá………27

Kết luận……….28

I Phân tích nhiệm vụ thiết kế

1 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

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:

a.Người điều phối: Đức.

b.Người lập kế hoạch: Bình, Luân.

c Người phát kiến: Nguyên.

d.Người đánh giá: Chiếu.

e.Người khám phá: Bình.

f Người làm việc: Đức, Chiếu.

g.Người chăm sóc nhóm: Luân.

h.Người kết thúc công việc: Nguyên.

2 Phát biểu bài toán thiết ke á:

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

Nhưng theo sự tìm hiểu của nhóm chúng tôi thì các loại xe buýt hai tầng hiện có trên thế giới hiện nay đều không có thang máy để lên tầng trên Vì thế nhóm chúng tôi quyết định thiết kế hệ thống thang máy cho xe buýt hai tầng

II Lập kế hoạch thiết ke á:

a)Bước 1: Xác định nhu cầu khách hàng

đi xe buýt để thăm dò nhu cầu thị trường

Kết quả của việc tham khảo nhu cầu khách hàng:

• Đối với khách hàng là người đi xe buýt:

1 An toàn

2 Cầu thang phải đẹp (thẩm mỹ)

3 Diện tích chiếm chỗ phải nhỏ thuận tiện cho việc lên xuống

4 Dễ điều khiển cầu thang và cánh cửa

• Đối với khách hàng là nhà sản xuất:

b)B ư ớc 2: Lập kế hoạch

Công việc: xác định các công việc phải thực hiện, nguồn nhân lực, đưa ra lịch trình thiết kế.Công việc lập kế hoạch trong bước này là đi xác định

những gì phải thực hiện trong khoảng thời gian hợp lý nhất để giải quyết những nhu cầu khách hàng ở nhiệm vụ 1.

+ Thời gian : 1 tuần (2 buổi)

+ Nhân lực: cả nhóm

khách hàng chúng tôi phân ra 2 nhóm nhỏ:

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

2 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 máy là nhu cầu khách hàng có thể đưa ra các thông số

Nhu cầu về tính thẩm mỹ có thể thì không thể đưa ra các thông số cụ thể như trên

+ Thời gian : 1 Tuần ( 2 buổi)

+ Nhân lực : cả nhóm

cầu kỹ thuật và khả năng cạnh tranh của sản phẩm

+ Thời gian : 1 tuần

+ Nhân lực : Đức, Bình,Chiếu

+ Thời gian : 2 tuần

+ Nhân lực : Nguyên

+ Thời gian : 2 tuần

+Nhân lực : cả nhóm

+Thời gian : 2 tuần

+ Nhân lực : cả nhóm

+ Thời gian : 1 tuần

+ Nhân lực : Cả nhóm

+ Thời gian : 1 tuần.

c)B ư ớc 3: Phân tích nhiệm vụ thiết kế

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:

thanh ,lò xo, pittông…

công nghệ chế tạo

d)Bước 4: Xác định yêu cầu kỹ thu ật

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

 Thời gian: 2 tuần.

e)Bước 5: Đưa ra ý tưởng thiết kế

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

f)Bước 6: Đánh giá ý tưởng, chọn phương án thiết kế

kế

g)Bước 7: Tính toán thiết kế sản phẩm

cấu của các chi tiết, xây dựng các bản vẽ, mô hình hệ thống

h) Bước 8: Đánh giá sản phẩm

thông qua mô hình hệ thống và các bộ phận; đánh giá các chỉ tiêu khác

 Thời gian: 2 tuần.

i)Bước 9: Soạn bài báo cáo

trình cho đề tài

2) Biểu đồ thanh thể hiện lịch trình của quá trình thiết kế :

Nộp bài

1)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:

phải, to hay nhỏ, hình dáng có cần cầu kì lắm không? có muốn một lần nhiều người lên được không?

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

Từ những yêu cầu của khách hàng, nhóm chúng tơi sử dụng phương pháp QFD xây dựng ngôi nhà chất lượng để xác định yêu cầu kỹ thuật cho baì toán

các hợp tác xã, các tổ chức, các cá nhân có nhu cầu

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

1 Thẩm my.õ

2 Dễ vận hành

3 An toàn

4 Tuổi thọ cao

5 Năng suất cao

6 Dễ bảo trì, bảo dưỡng

7 Không ồn

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 đưa ra các yêu cầu cho khách hàng và yêu cầu khách hàng 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:

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:

nhu cầu

3 Thiết kế đáp ứng nhu cầu về một số mặt.

cầu

cầu

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:

1 An toàn Vận tốc, kết cấu

2 Thẩm mỹ, dễ vận hành Kết cấu,khích thước (số

trục số thanh, đường kính các trục, các thanh…)

3 Năng suất, tuổi thọ, bảo trì, tiếng ồn Công suất

động cơ, giá thành

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:

9= có quan hệ chặt chẽ

3= có quan hệ vừa phải

1= có quan hệ kém

Ơ trống = hoàn toàn không có quan hệ nào cả

Giai đoạn này thể hiện ở phần chóp của ngôi nhà chất lượng

đủ Ta xác định các thông số như sau:

1 Xác định hệ số quan trọng tuyệt đối

2 Xác định hệ số quan trọng tương đối

3 Xác định chuẩn cạnh tranh kỹ thuật

4 Xác định khả năng cạnh tranh kỹ thuật

5 Đưa ra các giá trị mục tiêu

2)Ng ơi nhà chất lượng :

Tất cả các công việc được nêu trong phần này được thể hiện cụ thể qua

AN TOÀN TUỔI THỌ NĂNG SUẤT BẢO TRÌ,BẢO DUỠNG TIẾNG ỒN TẦM QUANG TRỌNG TUYỆT ĐỐI TẦM QUAN TRỌNG TƯƠNG ĐỐI

Sản phẩm hiện có

KHẢ NĂNG CẠNH TRANH GIÁ TRỊ MỤC TIÊU ĐƠN VỊ

1 1

1 1 1 1

9 9

9 9

9

9

1 3 3 9

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

W m/s m2 m cái cái m m 0.4 3 4 1200

( Ngôi nhà chất lượng )

Trong đó:

• 9=Quan hệ chặt chẽ 1=Hoàn toàn không đáp ứng.

2=Đáp ứng chút ít yêu cầu.

• 3=Quan hệ vừa phải 3=Đáp ứng một số mặt.

• 1=Quan hệ kém 4=Đáp ứng yêu cầu.

5=Hoàn toàn đáp ứng yêu cầu.

3)C ác yêu cầu kỹ thuật của sản phẩm :

Vì đây là thiết kế mà nhóm cho là mới nên 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.

Để sản phẩm có thể thu hút khách hàng, thu 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 công suất: 1200w, vận tốc: 0.4m/s, số trục: 3, số thanh: 4, số pittông: 3,…

Tham khảo các thiết kế liên quan và đưa ra các phương án thiết kế

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

thành chuyển động tịnh tiến của buồng thang máy thông qua hệ thống cáp và ròng rọc

 Ưu điểm:

Đây cũng là một mô hình được dùng ngoài thực tế

ứng dụng của thuỷ lực và khí nén

 Ưu điểm : Nhờ có thêm bộ phận thuỷ lực và khí nén nên quá trình tăng tốc và giảm tốc được thực hiện thuận lợi hơn.

3)Mô hình 3:

1. Các ma trận quyết định :

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

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

5.Bàn đứng

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

1.Hai tấm kim loại phẳng có kích thước giống nhau ( kích thước được tính toán phù hợp )

2.Bộ phận ổ lăn:

Số lượng :2

3.Bộ phận rãnh trượt

4.Bàn đứng

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:

1 Thiết bị động cơ chính của khí nén

2 Pittông có kích thước phù hợp:

 Ý tưởng 2 : Khi hoạt động ta sử dụng nguyên lý hoạt động của xích,

nên dùng các thiết bị sau:

2 Tải trọng (dùng để giữ dây cáp luôn ở trạng thái căng)

3 Hệ thống ròng rọc

4 Cáp treo

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

máy cơ động.

Yù tưởng Tiêu chuẩn

Hệ số tầm quan trọng

Trong quá trình lập ma trận quyết định nhóm chúng tôi đã kết hợp được 2

ma trận quyết định 1 và 2 tạo ra ma trận quyết định này

ma trận 2

 Ý tưởng 2: sử dụng ý tưởng 1 của ma trận 1 kết hợp với ý tưởng 2 của

a) Đối với ma trận 1 : Việc thiết kế cánh cửa và bàn đứng cho cầu thang

máy là một quá trình có tính chất quan trọng Nó tạo ra sự thẩm mỹ, gọn, nhẹ,… Dựa trên các tiêu chuẩn trên và mức độ quan trọng, nhóm thiết kế chúng tơi đã đưa ra 2 ý tưởng và dựa trên 2 ý tưởng này để tính toán và quyết định:

b) Đối với ma trận 2 : Đây là ma trận đưa ra và đánh giá sử dụng mô

hình động cơ chính trong cầu thang máy Do tính chất an toàn, gọn, hiệu quả, tuổi tho, nhóm đã đưa ra 3 ý tưởng để đánh giá và có kết quả sau:

Nhận xét: Vậy ý tưởng 1 đáp ứng hầu hết các yêu cầu kỹ thuật đặt ra

Ý tưởng 2 và 3 khi cho điểm ta thấy có sự tương quan vê ø sự đáp ứng các yêu cầu kỹ thuật nên ý tưởng 2 có thể chấp nhận được

c) Đối với ma trận 3 : Đây là ma trận quyết định tổng thể thiết kế thang

máy Theo nhóm thiết kế thì thang máy là sự kết hợp chủ yếu của động cơ, bàn đứng, nên ma trận này là sự kết hợp so le các ý tưởng của hai ma trận 1 và 2

Chính xác là sự tồn tại 6 ý tưởng nhưng do nhận xét của ma trận 2 nên tồn tại 4 ý tưởng

Nhận xét: Tuy ý tưởng 1 ,2 cùng đạt số điểm cao nhất nhưng dựa vào sự đánh giá trên của ma trận 1 và 2 nên ý tưởng 1 của ma trận 3 được chọn làm

ý tưởng của bài thiết kế

Ý TƯỞNG CHÍNH: Sử dụng ứng dụng thuỷ lực khí nén truyền động

cho pittông, pittông được gắn chặt với bàn đứng.

Trong quá trình giải quyết bài toán có ứng dụng lý thuyết : THUỶ LỰC VÀ KHÍ NÉN , ĐIỆN,

Mô tả hoạt động của thang máy: Khi khách hàng muốn lên tầng 2 của xe buýt thì chỉ cần nhấn nút khởi động thì đồng thời kích hoạt 2 quá trình: cánh cửa mở ra và pittông đưa bàn máy tới đến vị trí khách hàng Khi khách hàng bước vào, cánh cửa đóng lại, sau đó pittông đưa bàn đứng lên tầng trên Tương tự cho trường hợp đi xuống

Tính tốn thiết kế

1)Piston

Đường kính trục: trục chính là bộ phận chính tạo lực để nâng bàn nâng Vì thế trong trục là bộ phận quan trọng Chúng ta sử dụng cơng thức Euler để tính đường kính trục:

Pth= π2.E.J/L2 (a)

F là lực đẩy hay tải trọng

Khi tải trọng F=300 kg

Từ (a) và (b) suy ra : d= 2.55

Chọn piston cĩ điều kiện d > 2,55

Tra bảng đường kính piston ta chọn d=4cm

Chọn theo tiêu chuẩn đường kính trong D=7cm

 Pvào Πd2/4 =Pra.(D2

- d2)/4+Fms +F

Vận tốc nâng vật từ vị trí thấp nhất đến cao nhất trong thời gian 8s với L=2m:

Ta thấy σ< [σ] nên chọn

Tính trục của bánh xe được gắn chặt với ổ lăn

Ta thấy khoảng cách giữa hai gối đỡ=3 cm

lực tạo moment

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

CAN GAT CUA CO DONG VỎ

3 2

GHI CHU VAT LIEU SLG TEN GOI

KY HIEU STT

1 2 3

NHOM

TI LE :

17.12.07 THIET KE

TRUONG DHBK TP HCM

THANG MAY CO DONG

DUYET

Đánh giá sản phẩm là giai đoạn cuối cùng của 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