XÂY DỰNG CHƯƠNG TRÌNH GIA CÔNG CHẾ TẠO CỤM ROTOR CỦA MÁY PHÁT ĐIỆN SỬ DỤNG NĂNG LƯỢNG GIÓ TRÊN MÁY CNC

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP XÂY DỰNG CHƯƠNG TRÌNH GIA CÔNG CHẾ TẠO CỤM ROTOR CỦA MÁY PHÁT ĐIỆN SỬ DỤNG NĂNG LƯỢNG GIÓ... X

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP

XÂY DỰNG CHƯƠNG TRÌNH GIA CÔNG CHẾ TẠO CỤM ROTOR CỦA MÁY PHÁT ĐIỆN SỬ DỤNG NĂNG LƯỢNG GIÓ

XÂY DỰNG CHƯƠNG TRÌNH GIA CÔNG CHẾ TẠO CỤM ROTOR CỦA MÁY PHÁT ĐIỆN SỬ DỤNG NĂNG LƯỢNG GIÓ TRÊN MÁY CNC

Tác giả

NGUYỄN QUANG MINH

Khóa luận được đề trình để đáp ứng yêu cầu cấp bằng Kỹ sư ngành:

Điều Khiển Tự Động

Giáo viên hướng dẫn:

TS DƯƠNG MINH TÂM

GV LÊ QUANG HIỀN

Tháng 7 năm 2010

LỜI CẢM ƠN

Qua quãng thời gian làm đề tài, tôi đã nhận thấy rõ ràng hơn giá trị và mối quan hệ chặt chẽ, hỗ trợ lẫn nhau giữa các môn học trong khung chương trình đào tạo ngành Điều Khiển Tự Động của trường Đại học Nông Lâm Tp.HCM Không có những môn học nào thừa và sẽ không thiếu những môn học đòi hỏi sinh viên cần phải tự vận động tìm hiểu, nghiên cứu nếu muốn bắt kịp những thành tựu mà thế giới đã có hay đang nghiên cứu

Tôi xin gửi lời biết ơn chân thành đến các thầy cô trong khoa Cơ Khí – Công Nghệ

và Bộ môn Điều Khiển Tự Động đã giảng dạy những kiến thức chuyên môn làm hành trang cho tôi thực hiện tốt đề tài này

Trong suốt quá trình thực hiện đề tài, tôi đã nhận được sự hướng dẫn nhiệt tình và được hỗ trợ các trang thiết bị hiện đại để thực hiện đề tài này từ thầy TS Dương Minh Tâm và thầy Lê Quang Hiền Tôi xin gửi đến hai thầy lời cảm ơn chân thành nhất

Trong quá trình làm không phải lúc nào cũng suôn sẻ, vẫn còn những vấn đề khó

lý giải được Những lúc này tôi đã nhận được sự hỗ trợ kịp thời về mặt kỹ thuật và trang thiết bị làm việc từ thầy Ths Lê Văn Bạn Tôi xin gửi đến thầy lời cảm ơn chân thành nhất

Tôi xin gửi lời cảm ơn đến tất cả các anh đang làm việc tại phòng cơ khí chính xác

và tự động hóa của trung tâm nghiên cứu và triển khai khu công nghệ cao Tp.HCM

Tôi xin cảm ơn gia đình tôi Gia đình vẫn luôn là chỗ dựa tinh thần vững chắc cho tôi

Cuối cùng tôi xin cảm ơn các bạn trong lớp DH06TD đã giúp đỡ tôi trong quá trình học tập và thực hiện đề tài

Sinh viên thực hiện

Nguyễn Quang Minh

TÓM TẮT

Ngày nay, năng lượng gió đang dần trở thành sự lựa chọn hàng đầu để sản xuất điện năng ở hầu hết các nước phát triển (Mỹ, Đức, Đan Mạch,…), đơn giản vì đây là nguồn năng lượng sạch và dồi dào nhất hiện nay Cùng chung với xu hướng đó, Việt Nam cũng đang có những chính sách ưu tiên và đầu tư bền vững nhằm khai thác hết những khu vực tiềm năng cho việc phát triển nguồn năng lượng này Đây là lĩnh vực đầy tiềm năng với một đất nước có tổng chiều dài bờ biển 3440 km như của chúng ta

Đề tài “xây dựng quy trình công nghệ gia công chế tạo cụm rotor của máy phát điện gió trên máy CNC” nhằm góp một phần nhỏ vào việc hiện thực hóa việc sử dụng năng lượng gió trên lãnh thổ Việt Nam Đề tài này nhằm đưa ra một cái nhìn tổng thể về quy trình gia công chế tạo cụm rotor trên máy CNC Quy trình lập ra nhằm góp phần khai thác tối đa lợi ích mà máy CNC mang lại: chính xác, tiết kiệm thời gian sản xuất cũng như giảm thiểu lao động và dần tiến tới sản xuất hàng loạt

™ Các kết quả đã đạt được:

¾ Xây dựng và lập ra được quy trình chế tạo, lắp ráp cụm rotor nam châm vĩnh cửu trong máy phát điện gió

¾ Xây dựng và lập ra được quy trình công nghệ gia công và viết chương trình

NC gia công chế tạo cụm rotor nam châm vĩnh cửu trong máy phát điện gió trên máy CNC Đồng thời tận dụng tối đa lợi ích của chức năng CAM trong phần mềm Pro/E nhằm tự động hóa từ khâu viết chương trình tới khâu sản xuất

¾ Gia công chế tạo thành công cụm rotor nam châm vĩnh cửu trong máy phát điện gió công suất 500W – 1000W

MỤC LỤC

Trang tựa i

Lời cảm ơn ii

Tóm tắt iii

Mục lục iv

Danh sách các hình viii

Danh sách các bảng x

CHƯƠNG 1 MỞ ĐẦU 1

1.1 Đặt vấn đề 1

1.2 Mục đích đề tài 2

1.2.1 Mục đích chung 2

1.2.2 Mục đích cụ thể của đề tài 2

1.3 Giới hạn đề tài 2

CHƯƠNG 2 TỔNG QUAN 4

2.1 Tìm hiểu về nguồn năng lượng xanh 4

2.1.1 Sự phát triển của nguồn năng lượng gió trên thế giới 6

2.1.2 Tiềm năng phát triển của nguồn năng lượng gió trên lãnh thổ Việt Nam 7

2.2 Máy phát điện 8

2.2.1 Khái niệm 8

2.2.2 Cấu tạo 8

2.2.3 Phân loại 9

2.2.4 Nguyên lí làm việc 9

2.2.5 Vật liệu chế tạo máy phát điện 11

2.2.5.1 Vật liệu dẫn điện 11

2.2.5.2 Vật liệu dẫn từ 12

2.2.5.3 Vật liệu cách điện 12

2.2.5.4 Vật liệu kết cấu 12

2.3 Tìm hiểu sơ lược về máy phát điện gió 12

2.3.1 Cấu tạo 12

2.3.2 Các kiểu tuabin gió hiện nay 14

2.3.3 Công suất các loại tuabin gió 15

2.3.4 Nguyên lí hoạt động của các tuabin gió 15

2.4 Sơ lược về máy phát điện gió quy mô nhỏ sử dụng rotor nam châm vĩnh cửu 15

2.4.1 Cấu tạo 15

2.4.2 Nguyên lí hoạt động 16

2.4.3 Tìm hiểu về nam châm vĩnh cửu 16

2.5 Rotor nam châm vĩnh cửu trong máy phát điện gió công suất nhỏ 17

2.5.1 Khái niệm 17

2.5.2 Cấu tạo 17

2.5.3 Yêu cầu của cụm rotor nam châm vĩnh cửu 18

2.5.4 Ưu điểm và nhược điểm của của rotor nam châm vĩnh cửu trong máy phát điện gió công suất nhỏ 18

2.5.4.1 Ưu điểm 18

2.5.4.2 Nhược điểm 19

2.6 Máy gia công chính xác CNC (Computer Numerical Control) 19

2.6.1 Mô hình khái quát của một máy CNC 19

2.6.2 Các phương pháp điều khiển 19

2.6.3 Hệ trục tọa độ trên máy CNC 20

2.6.4 Thông số NC cần khai báo trước khi gia công 20

2.6.4.1 Thông số dụng cụ 20

2.6.4.2 Thông số gia công 21

2.6.5 Các bước thực hiện gia công trên máy CNC 22

2.6.6 Kiểm tra chương trình điều khiển NC 23

2.6.7 Điều chỉnh máy CNC 23

2.6.8 Gia công chi tiết trên máy CNC 23

2.7 Thông số kỹ thuật các máy NC/CNC trong phòng thí nghiệm 24

2.7.1 Máy tiện NC-HAAS_TL-1 24

2.7.2 Máy tiện CNC-HAAS_SL-20 24

2.7.3 Máy phay CNC-HAAS_VF-1 25

2.7.4 Máy phay CNC-HAAS_VF-3 26

CHƯƠNG 3 NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 27

3.1 Thời gian và địa điểm nghiên cứu đề tài 27

3.1.1 Địa điểm tiến hành đề tài 27

3.1.2 Phân bố thời gian tiến hành đề tài 27

3.2 Đối tượng và thiết bị nghiên cứu 28

3.2.1 Đối tượng nghiên cứu 28

3.2.2 Thiết bị nghiên cứu 28

3.3 Phương pháp thực hiện đề tài 28

3.3.1 Chọn phương pháp gia công cụm rotor máy phát điện gió 28

3.3.2 Phương pháp thực hiện phần cơ khí 30

3.3.3 Phương pháp thực hiện phần điện tử 30

3.3.4 Phương pháp thực hiện phần mềm 30

3.4 Phương tiện thực hiện đề tài 30

CHƯƠNG 4 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 31

4.1 Bản vẽ mô phỏng quá trình lắp ráp cụm rotor 31

4.2 Bản vẽ lắp cụm rotor (có đính kèm trong khóa luận) 32

4.3 Các bản vẽ chi tiết cụm rotor chế tạo 32

4.3.1 Bản vẽ trục rotor 32

4.3.2 Bản vẽ trụ rotor 33

4.3.3 Bản vẽ bích 1 34

4.3.4 Bản vẽ bích 2 35

4.3.5 Bản vẽ đồ gá 37

4.3.6 Bản vẽ khuôn ép nam châm 38

4.4 Trình tự gia công chế tạo cụm rotor nam châm vĩnh cửu trong máy phát điện gió công suất 500W 39

4.5 Quy trình công nghệ gia công cụm rotor trên máy CNC 40

4.5.1 Quy trình công nghệ gia công trục rotor 40

4.5.2 Quy trình công nghệ gia công trụ rotor 40

4.5.3 Quy trình công nghệ gia công bích 1 40

4.5.4 Quy trình công nghệ gia công bích 2 40

4.6 Kiểm tra kích thước sai lệch sau khi gia công 41

4.7 Quy trình lắp ráp nam châm vĩnh cửu vào rãnh trụ rotor: 42

4.8 Mô hình khảo nghiệm cụm rotor 44

4.8.1 Bản vẽ khung đỡ stator và rotor 44

4.8.2 Mô hình khảo nghiệm thực tế 44

4.8.3 Bố trí khảo nghiệm 45

CHƯƠNG 5 KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ 49

5.1 Kết luận 49

5.2 Đề nghị 49

TÀI LIỆU THAM KHẢO 50 PHỤ LỤC

DANH SÁCH CÁC HÌNH

Hình 2.1: Pin mặt trời 5

Hình 2.2: Tuabin gió 5

Hình 2.3: Biểu đồ những quốc gia sử dụng năng lượng gió nhiều nhất trên thế giới năm 2008 6

Hình 2.4: Bản đồ tài nguyên gió trên lãnh thổ Việt Nam 7

Hình 2.5: Cấu tạo của một máy phát điện 8

Hình 2.6: Nguyên lí phát điện 9

Hình 2.7: Đường sức đi ra từ nam châm 10

Hình 2.8: Mật độ từ thông xuyên qua cuộn dây 10

Hình 2.9: Sơ đồ máy phát điện thực tế 11

Hình 2.10: Cấu tạo bên trong máy phát điện gió 13

Hình 2.11: Tuabin gió loại trục đứng và loại trục ngang 14

Hình 2.12: Máy phát điện gió sử dụng rotor nam châm vĩnh cửu 16

Hình 2.13: Nam châm vĩnh cửu 17

Hình 2.14: Stato và rotor của máy phát điện gió công suất 1kW 18

Hình 2.15: Kiểm tra độ phẳng trong quá trình phay CNC 23

Hình 2.16: Máy tiện NC –HAAS_TL-1 24

Hình 2.17: Máy tiện CNC-HAAS_SL-20 25

Hình 2.18: Máy phay CNC-HAAS_VF-1 25

Hình 2.19: Máy phay CNC-HAAS_VF-3 26

Hình 3.1: Sơ đồ biểu diễn trình tự thiết kế 29

Hình 4.1: Bản vẽ 3D 31

Hình 4.2: Bản vẽ số 1 32

Hình 4.3: Bản vẽ số 2 33

Hình 4.4: Bản vẽ số 3 35

Hình 4.5: Bản vẽ số 4 36

Hình 4.6: Bản vẽ số 5 37

Hình 4.7: Bản vẽ số 6 38

Hình 4.8: Quy trình gia công chế tạo cụm rotor tổng quát 39

Hình 4.9: Xác định cực từ nam châm bằng cảm biến Hall 42

Hình 4.10: Trụ rotor gắn nam châm được đặt trong lòng khuôn ép 42

Hình 4.11: Rotor sau khi ép nam châm xong 43

Hình 4.12: Rotor hoàn chỉnh và lõi thép stator 43

Hình 4.13: Bản vẽ lắp khung đỡ 44

Hình 4.14: Mô hình khảo nghiệm được quan sát từ phía trước 44

Hình 4.15: Mô hình khảo nghiệm được quan sát từ phía sau 45

Hình 4.16: Sơ đồ đấu dây tạo tải giả 3 pha, đối xứng 47

DANH SÁCH CÁC BẢNG

Bảng 4.1: Bảng kết quả kiểm tra kích thước sau khi gia công 41

Bảng 4.2: Bảng kết quả khảo nghiệm trường hợp không tải (phụ lục 23) 46 Bảng 4.3: Bảng kết quả khảo nghiệm trường hợp có tải là 3 điện trở 130W (phụ lục 24).

47 Bảng 4.4: Bảng kết quả khảo nghiệm trường hợp có tải là 3 điện trở 130W và 3 bóng đèn

ra điện năng dồi dào: nhiệt điện, thủy điện, … và cho đến tận bây giờ chúng ta vẫn còn phụ thuộc nhiều vào chúng Trải qua nhiều năm tháng các phương pháp từng được con người ủng hộ và xây dựng trên khắp đất nước đã bộc lộ nhiều điểm bất cập: tài nguyên bị cạn kiệt, ô nhiễm môi trường, hệ sinh thái bị thay đổi nghiêm trọng… Chính vì vậy, chính phủ nhiều nước trên thế giới và ngay cả Việt Nam đã có nhiều chính sách khuyến khích

và đầu tư vào lĩnh vực năng lượng xanh Một lĩnh cực đầy tiềm năng và hứa hẹn sẽ là yếu

tố chủ chốt để thay thế dần cho các nhà máy thủy điện, nhiệt điện,… trong tương lai không xa Một trong những nguồn năng lượng xanh là năng lượng gió hay còn gọi với tên gọi thân thuộc là phong điện Do đó, vấn đề chế tạo các máy phát điện sử dụng năng lượng gió được đưa ra thảo luận và liệu một ngày nào đó chúng ta sẽ có máy phát điện gió sản xuất hoàn toàn từ Việt Nam Việc sản xuất phải mang tính hệ thống, hàng loạt, tối ưu, chiếm thời gian ít nhất khi gia công sản xuất trên máy CNC

Trong quy mô nhỏ dùng phục vụ điện năng trong các hộ gia đình và chú trọng vào việc chế tạo phần cốt lõi của hệ thống là bộ phận rotor, được sự chấp thuận của khoa Cơ Khí – Công Nghệ, Bộ môn điều khiển tự động và sự hướng dẫn của TS Dương Minh Tâm, GV Lê Quang Hiền, tôi tiến hành thực hiện đề tài “Xây dựng chương trình gia công

chế tạo cụm rotor trong máy phát điện gió trên máy CNC” Đề tài này có thể xem như là bước đầu để có một cái nhìn tổng quan về quy trình chế tạo cụm rotor hoàn toàn tự động trên máy CNC

1.2 Mục đích đề tài

1.2.1 Mục đích chung

Đề tài được thực hiện nhằm góp một phần nhỏ vào mục đích tạo tiền đề cho việc phát triển phong điện trên lãnh thổ nước ta và giải quyết vấn đề điện năng đang thiếu hụt hiện nay

Từng bước đưa máy CNC vào sản xuất tự động bộ phận rotor và các bộ phận khác của máy phát điện gió

1.2.2 Mục đích cụ thể của đề tài

¾ Tìm hiểu về nguồn năng lượng xanh, khảo sát quy mô phát triển phong điện trên lãnh thổ nước ta

¾ Tìm hiểu về máy CNC là máy công cụ mạnh nhất hiện nay

¾ Xây dựng quy trình công nghệ gia công cụm rotor trong máy phát điện gió trên máy CNC

¾ Tiến hành gia công thật cụm rotor trong máy phát điện gió trên máy CNC nhằm kiểm chứng sự tỷ lệ thống nhất giữa lí thuyết và thực hành

¾ Ứng dụng các phần mềm vẽ để thiết kế và gia công trên máy CNC: autocad, engineer

pro-¾ Tổng hợp các kiến thức đã học để làm đề tài, đặc biệt là các môn: chi tiết máy, dung sai, công nghệ kim loại, kỹ thuật điện, vẽ kĩ thuật, autocad, pro-engineer, lập trình CNC

¾ Có cơ hội để hiện thực hóa các kiến thức đã học sau gần 4 năm học và những buổi thực tập tại các công ty gia công cơ khí chính xác VPIC

1.3 Giới hạn đề tài

¾ Tính toán và thiết kế cụm rotor dùng nam châm vĩnh cửu trong máy phát điện gió công suất nhỏ từ 500W đến 1000W

¾ Quá trình gia công chế tạo mang tính sản xuất nhỏ, lẻ; chủ yếu để khảo nghiệm quy trình công nghệ gia công chế tạo đã được lập ra

¾ Đề tài tập trung vào những phần liên quan đến gia công chế tạo tự động trên máy CNC không tập trung sâu vào lĩnh vực chế tạo máy

Chương 2

TỔNG QUAN

2.1 Tìm hiểu về nguồn năng lượng xanh

Đây là nguồn năng lượng tạo ra trên nguyên tắc không làm biến đổi khí hậu, không làm thay đổi các quy luật tự nhiên Hiện nay trên thế giới nói chung và Việt Nam nói riêng thì không xa lạ với nguồn năng lượng tạo ra từ dòng chảy của nước và nhiên liệu hóa thạch hay còn gọi là thủy điện và nhiệt điện

• Nhiệt điện: sử dụng các nguyên liệu hóa thạch được hình thành hàng triệu năm trước từ xác các loài động thực vật: than đá, dầu mỏ, khí tự nhiên… để tạo ra nhiệt biến đổi thành cơ năng rồi tạo ra điện năng Đây là những nguồn nhiên liệu có hạn, và sẽ cạn kiệt trong tương lai nếu chỉ biết khai thác mà không có chính sách khai thác phù hợp và tìm nguồn năng lượng khác thay thế Theo thống kê gần đây ở Mỹ, hai phần ba lượng điện năng hiện nay là từ việc đốt cháy các nguồn nhiên liệu hóa thạch như than đá, dầu

mỏ và khí tự nhiên Quá trình đốt cháy tạo nên khí carbon dioxit, đây là một trong những khí gây hiệu ứng nhà kính, phá hủy tần Ozon, tác nhân chủ yếu của việc trái đất nóng dần lên Nhiệt điện phụ thuộc quá mức vào nguồn nhiên liệu hữu hạn nên đã làm cho phương pháp này trở nên lỗi thời và xa dần mục tiêu phát triển và tồn tại lâu dài của con người

• Thủy điện: là phương pháp tạo điện năng rất được ưa chuộng ở khắp nơi trên thế giới bởi chỉ sử dụng dòng chảy của nước để quay turbin Tuy nhiên, việc xây dựng các hệ thống thủy điện đang nảy sinh nhiều vấn đề bất cập giữa các vùng, các nước Đó là sự thay đổi quy luật của dòng chảy làm tê liệt sự phát triển của hệ sinh thái, cạn kiệt nguồn nước ở các nơi khác vào mùa khô sỡ dĩ là do nhà máy giữ nước lại để duy trì hoạt động

Đó là chưa kể các mâu thuẫn xảy ra giữa các nước sở hữu các khúc sông khác nhau của cùng một dòng sông Chính vì vậy, Chính phủ các nước phát triển đã bỏ ra hàng trăm

triệu USD để thúc đẩy quá trình nghiên cứu tìm những nguồn năng lượng thay thế thân thiện với con người và với hành tinh xanh của chúng ta

Những nguồn năng lượng xanh được dùng nhiều hiện nay gồm:

¾ Năng lượng gió (Wind energy)

¾ Năng lượng mặt trời (Solar energy)

¾ Năng lượng địa nhiệt (Geothermal energy)

¾ Năng lượng sinh khối (Biomass energy)

Hai nguồn năng lượng xanh được coi là sạch, rẻ và dồi dào hiện nay là: năng lượng mặt trời và năng lượng gió

Hình 2.1: Pin mặt trời

Hình 2.2: Tuabin gió

2.1.1 Sự phát triển của nguồn năng lượng gió trên thế giới

Theo Hiệp hội Năng lượng gió châu Âu (European Wind Energy Association, viết tắt là EWEA): “phát điện bằng năng lượng gió ở châu Âu năm 2008 nhiều hơn các công nghệ sản xuất điện khác”. Trung bình mỗi ngày có 20 tuabin gió ở châu Âu được lắp đặt,

và 10 nước EU đạt công suất điện trên 1GW

Theo Hiệp hội năng lượng gió toàn cầu (Global Wind Energy Council, viết tắt GWEC), Trung Quốc là nước có công suất điện gió tăng gấp đôi trong 4 năm liên tiếp, dự kiến xếp vị trí thứ 2 vào năm 2010 và đáp ứng mục tiêu đến năm 2020 đạt 30 GW

Hình 2.3: Biểu đồ những quốc gia sử dụng năng lượng gió nhiều nhất trên thế giới năm

2008

Theo ông Christian Kjaer, chủ tịch EWEA cho biết, năng lượng gió là lựa chọn số

1 trong nỗ lực của Châu Âu để chuyển sang nguồn năng lượng sạch, năng lượng tái tạo

Theo ông Steve Sawyer, Chủ tịch GWEC, cuối năm 2008, công suất điện toàn cầu tăng 27 GW, đạt tổng công suất là 121GW Năng lượng gió là công nghệ duy nhất có khả năng thực hiện những cắt giảm CO2 cần thiết trong giai đoạn khủng hoảng đến năm 2020 Tổng các khoản đầu tư trong năm 2008 là 36,5 tỷ euro

Từ các nhận định trên đã chứng tỏ rằng năng lượng gió đã và đang được thế giới quan tâm và khai thác tối đa lợi ích mà nó mang lại

2.1.2 Tiềm năng phát triển của nguồn năng lượng gió trên lãnh thổ Việt Nam

Theo nhận định của Tiến sĩ Hermann Scheer - Nhà kinh tế học và xã hội học nổi tiếng người Đức, Chủ tịch ủy ban Quốc tế về phát triển năng lượng tái tạo, vừa qua được mời đến Việt Nam: “Việt Nam là xứ sở nhiều gió và ánh nắng mặt trời, nên tập trung phát triển việc sử dụng nguồn năng lượng đó (năng lượng gió và năng lượng mặt trời)”

Theo Tiến sĩ Dương Huy Hoạt – Viện Khoa học và Công nghệ Việt Nam, tính toán

sơ bộ thì tổng tiềm năng về năng lượng gió của Việt Nam là rất lớn, vùng lãnh thổ có thể khai thác có hiệu quả năng lượng gió chiếm 9% diện tích cả nước

Tài nguyên gió ở Việt Nam được đánh giá là có tiềm năng cao nhất Đông Nam Á,

đủ sức thoả mãn 350 lần nhu cầu điện năng dự kiến của năm 2010 Trữ lượng về năng lượng gió tập trung dọc theo thềm lục địa biển Đông và vùng duyên hải Việt Nam, cao gấp 1,5 lần so với trữ lượng năng lượng gió trong đất liền và cao nguyên, vùng núi, trừ một vài vùng, điểm đặc biệt có tốc độ và trữ năng năng lượng gió cao ngang với giữa biển Đông Ví dụ ở Hoàng Liên Sơn, Điện Biên Phủ, Kontum, Gia Lai, Lâm Đồng,…

Hình 2.4: Bản đồ tài nguyên gió trên lãnh thổ Việt Nam

Từ bản đồ trên ta thấy tốc độ gió được xem là lý tưởng để chạy các tuabin gió tập trung ở vùng duyên hải Việt Nam

2.2.3 Phân loại

Máy phát điện có thể được phân loại theo:

¾ Công suất

¾ Cấu tạo

¾ Theo dòng điện tạo được: dòng điện xoay chiều và dòng điện một chiều

¾ Theo nguyên lí hoạt động: máy phát điện đồng bộ và máy phát điện không đồng

Có nhiều phương pháp để tạo ra dòng điện, trong những máy phát điện, người ta sử dụng cuộn dây và nam châm để phát điện Đưa nam châm lại gần hay ra xa cuộn dây làm phát sinh dòng điện trong cuộn dây

Hình 2.6: Nguyên lí phát điện

¾ Mối quan hệ giữa số vòng quấn của cuộn dây, nam châm và lượng điện sinh ra:

• Đèn còn sáng khi nam châm còn dịch chuyển

• Lượng điện sinh ra nhiều khi số vòng quấn của cuộn dây lớn

• Lượng điện sinh ra nhiều khi từ trường lớn (nam châm lớn)

• Lượng điện sinh ra nhiều khi tốc độ dịch chuyển nam châm nhanh

Theo lý thuyết có thể tạo ra điện bằng cách sử dụng một cuộn dây và một thanh nam châm Nguyên lí này có mối quan hệ chặt chẽ với đường sức từ của nam châm

Hình 2.7: Đường sức đi ra từ nam châm

Khi nam châm được mang lại gần cuộn dây, từ thông xuyên qua cuộn dây tăng lên Ngược lại, khi đưa nam châm ra xa cuộn dây thì từ thông xuyên qua cuộn dây giảm xuống

Hình 2.8: Mật độ từ thông xuyên qua cuộn dây

Bản thân cuộn dây không muốn từ thông qua nó thay đổi nên cố tạo ra từ thông theo hướng chống lại những thay đổi xảy ra

¾ Khi từ thông xuyên qua cuộn dây tăng lên (đưa nam châm gần cuộn dây) thì cuộn dây cho đường sức xuyên qua nó tạo ra từ thông thay đổi liên tục theo hướng số đường sức từ ít dần

¾ Khi từ thông xuyên qua cuộn dây không đổi (nam châm đứng yên) thì từ thông thay đổi liên tục không được tạo ra

¾ Khi từ thông xuyên qua cuộn dây giảm xuống (đưa nam châm ra xa cuộn dây) thì cuộn dây cho đường sức xuyên qua nó tạo ra từ thông thay đổi liên tục theo hướng số đường sức từ tăng dần

¾ Chiều dòng điện và từ thông:

Đưa ngón cái phải theo hướng của từ thông phát sinh trong cuộn dây và chúng ta

sẽ biết được chiều của dòng điện chạy xuyên qua cuộn dây

¾ Nguyên lí máy phát điện thực tế:

Hình 2.9: Sơ đồ máy phát điện thực tế

¾ Có sự khác nhau giữa máy phát điện thực tế và lý thuyết:

• Người ta thay thế nam châm vĩnh cửu bằng nam châm điện

• Có thêm lõi thép để làm tăng từ thông xuyên qua cuộn dây

• Sinh ra từ thông móc vòng làm từ thông thay đổi liên tục

2.2.5 Vật liệu chế tạo máy phát điện

Vật liệu chế tạo máy điện nói chung gồm: vật liệu dẫn điện, vật liệu dẫn từ, vật liệu cách điện và vật liệu kết cấu

2.2.5.1 Vật liệu dẫn điện

Vật liệu dẫn điện dùng trong máy điện tốt nhất là đồng vì chúng không đắt lắm và

có điện trở suất nhỏ Ngoài ra còn dùng nhôm và các hợp kim khác như đồng thau, đồng phốt pho

Để chế tạo dây quấn ta thường dùng đồng và thứ yếu hơn là nhôm Dây đồng và dây nhôm được chế tạo theo tiết diện tròn hoặc hình chữ nhật, có vỏ bọc cách điện khác nhau như: sợi vải, sợi thủy tinh, giấy, nhựa hóa học, sơn emay

2.2.5.2 Vật liệu dẫn từ

Vật liệu dẫn từ dùng để chế tạo các bộ phận của mạch từ, người ta dùng các vật liệu sắt từ để làm mạch từ: thép lá kĩ thuật điện, thép lá thường, thép rèn, thép đúc

2.2.5.3 Vật liệu cách điện

Vật liệu cách điện dùng để cách ly bộ phận dẫn điện và không dẫn điện, hoặc cách

ly các bộ phận dẫn điện với nhau Trong máy điện, vật liệu cách điện phải có cường độ cách điện cao, chịu nhiệt tốt, chống ẩm và bền về cơ học

Chất cách điện của máy điện chủ yếu ở dạng rắn, gồm 4 nhóm:

¾ Chất hữu cơ thiên nhiên: giấy, vải lụa, bông,…

¾ Chất vô cơ: amiang, mica, sợi thủy tinh,…

2.3 Tìm hiểu sơ lược về máy phát điện gió

2.3.1 Cấu tạo

Bao gồm các phần chính sau đây:

a Blades: Cánh quạt Gió thổi cánh quạt và là nguyên nhân làm cho các cánh quạt chuyển động và quay

b Rotor: bao gồm các cánh quạt và trục

c Pitch: Bước răng Cánh được xoay hoặc làm nghiêng một ít để giữ rotor quay trong gió không quá cao hay quá thấp để tạo ra điện

d Brake: Bộ hãm (phanh) Dùng để dừng rotor trong tình trạng khẩn cấp bằng điện bằng sức nước hoặc bằng động cơ

Hình 2.10: Cấu tạo bên trong máy phát điện gió

e Low-speed shaft: Trục quay tốc độ thấp

f Gear box: Hộp số Bánh răng được nối với trục có tốc độ thấp với trục có tốc độ cao và tăng tốc độ quay từ 30 đến 60 vòng/phút lên 1200 đến 1500 vòng/phút, tốc độ quay là yêu cầu của hầu hết các máy phát điện sản xuất ra điện Bộ bánh răng này rất đắt tiền, nó là một phần của động cơ và tuabin gió

g Generator: Máy phát Dùng để phát ra điện

h Controller: Bộ điều khiển Bộ điều khiển sẽ khởi động động cơ ở tốc độ gió khoảng 12 km/h đến 22 km/h và tắt động cơ khoảng 104 km/h bởi vì các máy phát này có thể bị nóng

i Anemometer: Bộ đo lường tốc độ gió và truyền dữ liệu tốc độ gió tới bộ điều khiển

j Wind vane: để xử lí hướng gió và liên lạc với “yaw drive” để định hướng tuabin gió

k Nacelle: Vỏ Bao gồm rotor và vỏ bọc ngoài, toàn bộ được đặt lên đỉnh trụ và bao gồm các phần: hộp số, trục truyền động tốc độ thấp và cao, máy phát điện, bộ điều khiển

và bộ hãm Vỏ bọc ngoài dùng để bảo vệ các thành phần bên trong vỏ Một số vỏ phải đủ rộng để kỹ thuật viên có thể đứng bên trong khi làm việc

l High-speed shaft: Trục truyền động của máy phát ở tốc độ cao

m Yaw drive: dùng để giữ cho rotor luôn luôn hướng về hướng gió chính khi có sự thay đổi hướng gió

n Yaw motor: động cơ điều khiển “yaw drive” để định hướng gió

o Tower: Trụ đỡ Nacelle Được làm bằng thép hình trụ hoặc thanh dằn bằng thép Bởi vì tốc độ gió tăng lên nếu trụ càng cao, trụ đỡ cao hơn để thu được năng lượng gió nhiều hơn và phát ra điện nhiều hơn

2.3.2 Các kiểu tuabin gió hiện nay

¾ Các tuabin gió hiện nay được chia thành hai loại: loại trục đứng và loại trục ngang

Hình 2.11: Tuabin gió loại trục đứng và loại trục ngang

¾ Các loại tuabin gió trục ngang là loại phổ biến có 2 hay 3 cánh quạt Tuabin gió 3 cánh quạt hoạt động theo chiều gió với bề mặt cánh quạt hướng về chiều gió đang thổi Ngày nay tuabin gió 3 cánh quạt được sử dụng rộng rãi

2.3.3 Công suất các loại tuabin gió

Dãy công suất tuabin gió thuận lợi từ 50kW tới công suất cỡ vài MW Để có dãy công suất tuabin gió lớn hơn thì tập hợp thành một nhóm các tuabin với nhau trong một trang trại gió và nó sẽ cung cấp năng lượng hơn cho lưới điện

Các tuabin gió loại nhỏ có công suất dưới 50kW được sử dụng cho gia đình, viễn thông hoặc bơm nước đôi khi cũng dùng để nối với máy phát điện diezen, pin và hệ thống quang điện Các hệ thống này được gọi là hệ thống lái gió và điển hình là sử dụng cho các vùng sâu vùng xa, những địa phương chưa có lưới điện, những nơi mà mạng điện không thể nối tới các khu vực này

2.3.4 Nguyên lí hoạt động của các tuabin gió

Các tuabin gió hoạt động theo một nguyên lý rất đơn giản Năng lượng của gió làm cho hai hoặc ba cánh quạt quay quanh một rotor Mà rotor được nối với trục chính và trục chính sẽ truyền động làm quay trục quay máy phát để tạo ra điện

Các tuabin gió được đặt trên trụ cao để thu hầu hết năng lượng gió Ở tốc độ 30 mét trên mặt đất thì các tuabin gió thuận lợi: tốc độ nhanh hơn và ít bị các luồng gió bất thường Các tuabin gió có thể sử dụng cung cấp điện cho nhà cửa hoặc xây dựng, chúng

có thể nối tới một mạng điện để phân phối mạng điện ra rộng hơn

2.4 Sơ lược về máy phát điện gió quy mô nhỏ sử dụng rotor nam châm vĩnh cửu 2.4.1 Cấu tạo

Gồm:

¾ Cánh quạt: dùng để hứng gió, tạo chuyển động cho rotor

¾ Stato: gồm các cuộn dây quấn trên các lá thép kỹ thuật

¾ Rotor: có nhiều rãnh để gắn nam châm vĩnh cửu

¾ Đuôi máy phát điện gió: dùng để định hướng máy phát điện theo hướng gió

¾ Tháp: dùng để đỡ máy phát điện gió trên cao nhằm hứng gió nhiều hơn

Hình 2.12: Máy phát điện gió sử dụng rotor nam châm vĩnh cửu

2.4.2 Nguyên lí hoạt động

Lực gió đủ mạnh sẽ làm quay cánh quạt làm cho rotor nam châm vĩnh cửu quay theo tạo nên từ trường rotor Từ trường này sẽ cắt dây quấn phần ứng stato và cảm ứng sức điện động xoay chiều hình sin

2.4.3 Tìm hiểu về nam châm vĩnh cửu

Nam châm vĩnh cửu hay còn gọi là nam châm đất hiếm gồm có nhiều loại: AlNiCo, NdFeB, SmCo, Ferrite… Trong số đó đáng chú ý hơn cả là loại nam châm NdFeB có công thức hóa học là Nd2Fe14B, đây là loại nam châm vĩnh cửu được dùng nhiều trên thế giới bởi giá thành hợp lí và từ tính tạo được rất lớn

Nd2Fe14B là loại nam châm đất hiếm dựa trên nhóm hợp chất 2:14:1 có công thức chung là R2Fe14B hoặc R2Co14B (nhưng hệ hợp chất R2Co14B hầu như ít sử dụng do nguyên tố Co khó điều chế được thành dạng tinh và giá thành của nó rất đắt), với R là nguyên tố đất hiếm thuộc họ Lanthanide: Nd (Neodymium), Pr (Praseodymium), Ce

(Cerium), Sm (Samarium), Gd (Gadolinium), Tb (Terbium), Dy (Dysprosium), Ho (Holmium), Er (Erbium), Tm (Thulium), Yb (Yterrbium)

Hình 2.13: Nam châm vĩnh cửu

Ở nước ta nam châm đất hiếm được dùng để chế tạo ra nhiều loại máy móc, thiết bị như: xe đạp điện, xe lăn điện, máy phát thủy điện, máy phát điện bằng sức gió, máy tuyển từ,…Tính đến nay, Viện Khoa học và Công nghệ Việt Nam đã triển khai nhiều dự án lắp đặt các loại máy phát điện

2.5 Rotor nam châm vĩnh cửu trong máy phát điện gió công suất nhỏ

2.5.1 Khái niệm

Rotor nam châm vĩnh cửu là một bộ phận của máy phát điện gió công suất nhỏ, là chi tiết được phay rãnh để gắn các thanh nam châm vĩnh cửu dùng để tạo từ tính cho rotor Rotor được đặt trong lòng stato gồm các cuộn dây được đỡ và chuyển động quay là nhờ hai ổ bi được lắp hai bên trục Một đầu trục được tiện ren để gắn và giữ chặt bích là chi tiết dùng để gắn các cánh quạt

2.5.2 Cấu tạo

¾ Trục rotor: hai đầu trục được gắn bạc đạn (ổ bi) và có một đầu được tiện ren để gắn bích đỡ

¾ Trụ rotor: được phay các rãnh để gắn các thanh nam châm vĩnh cửu

¾ Nam châm vĩnh cửu

Hình 2.14: Stato và rotor của máy phát điện gió công suất 1kW

2.5.3 Yêu cầu của cụm rotor nam châm vĩnh cửu

¾ Trục và trụ rotor phải đồng tâm

¾ Khối lượng của cụm rotor phải được phân bố đều

¾ Kích thước của cụm rotor phù hợp với kích thước stato, công suất điện năng mong

đó mọi tổn hao công suất đều bị ảnh hưởng Vì vậy rotor nam châm vĩnh cửu là lựa chọn hàng đầu để làm rotor trong máy phát điện gió công suất nhỏ dùng trong các hộ gia đình

¾ Không quá khó để gia công chế tạo

2.5.4.2 Nhược điểm

¾ Từ tính của rotor nam châm vĩnh cửu cố định và không mạnh so với từ tính sinh ra

do dòng điện một chiều cấp vào các cuộn dây quấn

¾ Tốc độ gió ban đầu để làm quay trục của rotor nam châm vĩnh cửu lớn hơn so với rotor dây quấn Do lực hút giữa nam châm và stato luôn luôn không đổi và rất lớn trong khi lực hút giữa rotor dây quấn và stato lớn dần lên

2.6 Máy gia công chính xác CNC (Computer Numerical Control)

2.6.1 Mô hình khái quát của một máy CNC

2.6.2 Các phương pháp điều khiển

¾ Điều khiển theo vị trí: được dùng để gia công các lỗ bằng các phương pháp khoan, khoét, doa và cắt ren lỗ

¾ Điều khiển đường thẳng: là dạng điều khiển mà khi gia công thì dụng cụ cắt thực hiện lượng chạy dao theo một đường thẳng nào đó song song với một trục tọa độ Dạng điều khiển này được dùng cho các máy phay và máy tiện đơn giản

¾ Điều khiển đường viền: cho phép chạy dao trên nhiều trục cùng lúc Tùy theo số trục được điều khiển đồng thời khi gia công, người ta phân biệt: điều khiển đường viền 2D, điều khiển đường viền 2.5D, và điều khiển đường viền 3D, 4D, 5D

¾ Điều khiển đường viền 2D cho phép thực hiện chạy dao theo hai trục đồng thời trong một mặt phẳng gia công Trục thứ ba được điều khiển hoàn toàn độc lập với hai trục kia

¾ Điều khiển đường viền 2.5D cho phép ăn dao đồng thời theo hai trục nào đó để gia công bề mặt trong một mặt phẳng nhất định

¾ Điều khiển đường viền 3D cho phép đồng thời chạy dao theo cả 3 trục X, Y, Z Cả

ba trục chuyển động hòa hợp với nhau hay có quan hệ ràng buộc hàm số

¾ Điều khiển đường viền 4D và 5D: ngoài các trục tịnh tiến X, Y, Z ở đây còn có các trục quay cũng được điều khiển số Nhờ điều khiển 4D, 5D người ta có thể gia công các chi tiết phức tạp như: các khuôn rèn dập, các khuôn đúc áp lực hoặc các cánh tuabin

2.6.3 Hệ trục tọa độ trên máy CNC

Hệ trục tọa độ của máy CNC được đặt vào các loại chuẩn cơ bản sau:

¾ M (Machine Point): Chuẩn máy Máy sẽ đo lường từ vị trí này đến vị trí khác khi làm việc Không thể thay đổi

¾ R (Reference Point): Chuẩn quy chiếu của máy, dùng để đóng kín không gian làm việc của máy Không thể thay đổi

¾ T (Tool Offset): Chuẩn dao Để xác định vị trí dao cắt sau khi đã lắp dao vào ổ dao Không thể thay đổi

¾ W (Work Point): Chuẩn chi tiết Dùng làm gốc của hệ tọa độ làm việc trong quá trình gia công Có thể thay đổi theo ý muốn của người lập ra công nghệ Chuẩn này là chuẩn công nghệ vì vậy phải được chọn trong không gian làm việc của máy

¾ P (Program Point): Chuẩn thảo chương Dùng làm gốc của hệ tọa độ trong quá trình soạn thảo chương trình Có thể thay đổi theo ý muốn của người lập trình Chuẩn này

nên trùng với chuẩn thiết kế trên bản vẽ chi tiết

2.6.4 Thông số NC cần khai báo trước khi gia công

Thông số NC gồm các thông số về dụng cụ (tooling parameters) và các thông số gia công (machining parameters)

2.6.4.1 Thông số dụng cụ

¾ Thông số dụng cụ bao gồm: số hiệu dao; kích thước lưỡi cắt (đường kính dao và bán kính mũi dao); chiều dài dao (chiều dài cán dao và chiều dài dịch chỉnh)

¾ Số hiệu dao: chỉ vị trí chứa dao trên bộ phận trữ dao

¾ Kích thước lưỡi cắt: bao gồm đường kính dao (D), bán kính mũi dao (R)

¾ Chiều dài dao: thông thường để gia công một chi tiết cần sử dụng một vài dao cắt, trong đó mỗi dao có chiều dài khác nhau Do đó khi gia công, đối với mỗi dao, cần thực hiện hành trình tiến dao (hành trình di chuyển theo phương Z) khác nhau Nếu lập trình di chuyển Z theo chiều dài mỗi dao, sẽ rất khó khăn khi phải thay đổi chương trình gia công theo chiều dài dao Để thuận tiện cho việc lập trình cũng như hiệu chỉnh chương trình, các

hệ điều khiển CNC đều có chức năng lưu trữ giá trị bù trừ chiều dài dao, tức là giá trị khác biệt giữa chiều dài dao giả định khi lập trình và chiều dài dao gia công thực tế, tên thanh ghi tương ứng với mỗi dao Giá trị bù trừ chiều dài dao được xác lập trên máy trong quá trình rà dao và được lưu trữ trên thanh ghi tương ứng

2.6.4.2 Thông số gia công

Các thông số gia công cơ bản cần xác lập trước khi thực hiện một công nghệ gia công, bao gồm:

¾ Tốc độ trục chính (spindle speed): xác lập tốc độ quay trục chính theo số nguyên vòng/phút

¾ Tốc độ chạy dao (feed rate): xác lập tốc độ di chuyển dao khi gia công Hệ thống điều khiển cho phép xác lập hai mức tốc độ chạy dao: tốc độ cắt (cutting feed rate) và tốc

độ ăn dao (plunge feed rate) Tốc độ ăn dao chỉ được sử dụng khi chạy dao theo phương

Z Tốc độ cắt được sử dụng cho các chuyển động khác

¾ Lượng dư gia công (stock allowance): xác lập bề dày vật liệu được để lại cho các bước gia công tiếp theo Giá trị lượng dư gia công khác nhau, phạm vi chạy dao gia công cũng sẽ khác nhau

¾ Chiều sâu tiến dao (rapid depth): còn gọi là cao độ khác nhau (clearance plane) Thông số này xác lập cao độ Z cao dần di chuyển tới với tốc độ chạy dao nhanh, trước khi bắt đầu gia công Cao độ này cũng là chuẩn thoát dao sau mỗi bước gia công

¾ Bước chạy dao ngang (stepover distance): là khoảng cách đường tâm dao giữa hai đường chạy dao kế cận Bước chạy dao ngang phải nhỏ hơn đường kính dao

¾ Điểm tham chiếu (reference point): xác định vị trí trở về của dao để thay dao hoặc khi kết thúc chương trình Vị trí chuẩn mặc định có tọa độ (0, 0, 0)

¾ Mặt phẳng gia công (tool plane): xác lập mặt phẳng chạy dao

¾ Dịch chỉnh dao (cutter compensation): định nghĩa sự dịch chỉnh tâm dao so với đường chạy dao lập trình Chế độ dịch chỉnh sang trái, phải, hoặc không dịch chỉnh được xác lập bởi các lệnh tương ứng G41, G42 hoặc G40

¾ Phương thức chạy dao lượn góc (blend arround coners): xác lập phương thức chạy dao lượn góc theo cung tròn hoặc theo đường vát

2.6.5 Các bước thực hiện gia công trên máy CNC

¾ Nghiên cứu công nghệ gia công chi tiết:

• Đọc hiểu bản vẽ chi tiết

• Chọn phôi, chọn máy, cách gá lắp

• Chọn tiến trình công nghệ hợp lí Chọn dao và xác định chế độ cắt gọt cho từng bước công nghệ Lập phiếu nguyên công

¾ Thiết kế qũy đạo cắt:

• Lập quỹ đạo chuyển động của dao thật chi tiết, hợp lí và chính xác

• Tính toán tọa độ của các điểm chuyển tiếp trên quỹ đạo chuyển động của dao

• Quan tâm đến việc bù trừ bán kính dao phù hợp để đạt được độ chính xác trong khi gia công

• Lập chương trình điều khiển NC: đây là bước quan trọng nhất để gia công được trên máy CNC Có hai phương pháp lập trình:

ƒ Phương pháp lập trình thủ công (Manual Programming): là phương pháp lập trình không có sự trợ giúp của máy tính, người lập trình có thể tự biên soạn chương trình

NC trên cơ sở nhận dạng hoàn toàn chính xác tọa độ chạy dao Phương pháp này phần lớn chỉ có khả năng lập trình cho quỹ đạo cắt 2D, 2.5D đơn giản và chu trình gia công cơ bản

ƒ Phương pháp lập trình tự động (Automatically Programming): là phương pháp lập trình nhờ sự trợ giúp của máy tính Phương pháp lập trình này bằng ngôn ngữ xử lí hình học (APT – Automatically Programmed Tool) hoặc phần mềm CAD/CAM tích hợp như công cụ trợ giúp để chuyển đổi tự động dữ liệu hình học và dữ liệu công nghệ thành chương trình NC Ngày nay phương pháp này được sử dụng phổ biến và rất có hiệu quả,

đặc biệt cho các trường hợp gia công mặt cong phức tạp

2.6.6 Kiểm tra chương trình điều khiển NC

Chương trình sau khi soạn thảo cần phải kiểm tra và hiệu chỉnh Đây cũng là khâu quan trọng trước khi gia công trên máy

¾ Kiểm tra thủ công: dò chương trình bằng mắt và vẽ ra chi tiết gia công bằng tay

¾ Kiểm tra bằng máy tính: chương trình soạn thảo được nhập vào máy tính, cho chạy dao mô phỏng trên phần mềm phù hợp Dựa trên quỹ đạo chuyển động của dao và hình dáng chi tiết hình thành mà sửa đổi chương trình hay dao cắt, chế độ cắt,…

Hình 2.15: Kiểm tra độ phẳng trong quá trình phay CNC

2.6.8 Gia công chi tiết trên máy CNC

¾ Đưa chương trình gia công ra màn hình điều khiển, kiểm tra lại chương trình lại một lần nữa và đặc biệt phải kiểm tra các đường chạy dao không cắt thật kỹ

¾ Gia công

2.7 Thông số kỹ thuật các máy NC/CNC trong phòng thí nghiệm

2.7.1 Máy tiện NC-HAAS_TL-1

Hình 2.16: Máy tiện NC –HAAS_TL-1

¾ Hành trình XZ: 203x762(mm )

¾ Đường kính max chi tiết gia công: 406 (mm)

¾ Chiều dài max chi tiết gia công: 762 (mm)

¾ Tốc độ max rapid: X (1.9 m/phút), Z (3.8 m/phút)

¾ Tốc độ trục chính max: 2000 (vòng/phút)

¾ Bộ điều khiển Haas

2.7.2 Máy tiện CNC-HAAS_SL-20

¾ Hành trình XZ: 214.6x508 (mm )

¾ Đường kính max chi tiết gia công: 262 (mm)

¾ Chiều dài max chi tiết gia công: 483 (mm)

¾ Tốc độ max rapid: 30.5 (m/phút)

¾ Tốc độ trục chính max: 3000 (vòng/phút)

¾ Bộ điều khiển Haas

Hình 2.17: Máy tiện CNC-HAAS_SL-20

2.7.3 Máy phay CNC-HAAS_VF-1

Hình 2.18: Máy phay CNC-HAAS_VF-1

¾ Bộ điều khiển Haas

2.7.4 Máy phay CNC-HAAS_VF-3

¾ Bộ điều khiển Haas

Hình 2.19: Máy phay CNC-HAAS_VF-3

Chương 3

NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

3.1 Thời gian và địa điểm nghiên cứu đề tài

3.1.1 Địa điểm tiến hành đề tài

Đề tài đã được tiến hành đồng thời tại trường Đại học Nông Lâm Tp.HCM và Phòng cơ khí chính xác và tự động hóa của trung tâm R&D thuộc khu công nghệ cao Tp.HCM từ ngày 12/04/2010 đến ngày 14/07/2010

3.1.2 Phân bố thời gian tiến hành đề tài

¾ Từ ngày 12/04/2010 đến ngày 21/04/2010: tìm hiểu đề tài và lý thuyết liên quan

¾ Từ ngày 22/04/2010 đến ngày 02/05/2010: tính toán thiết kế và lập bản vẽ cụm rotor trong máy phát điện gió công suất 500W; chọn vật liệu và tiến hành mua phôi gia công

¾ Từ ngày 03/05/2010 đến ngày 11/05/2010: lập quy trình công nghệ gia công cụm rotor máy phát điện gió và tiến hành viết chương trình gia công trên máy CNC

¾ Từ ngày 12/05/2010 đến ngày 30/05/2010: gia công mô phỏng trên máy tính rồi tiến hành gia công thật trên máy CNC

¾ Từ ngày 31/05/2010 đến ngày 10/07/2010: kết nối các chi tiết gia công và nam châm lại với nhau; thiết kế mô hình cơ khí thử nghiệm cụm rotor

¾ Từ ngày 10/07/2010 đến ngày 14/07/2010: tiến hành thử nghiệm và hiệu chỉnh máy

¾ Từ ngày 14/07/2010 đến ngày 04/08/2010: Trình bày đồ án tốt nghiệp

3.2 Đối tượng và thiết bị nghiên cứu

3.2.1 Đối tượng nghiên cứu

Tìm hiểu các chức năng trên máy CNC HAAS và tiến hành gia công chi tiết trên máy CNC theo các bản vẽ đã thiết kế và quy trình công nghệ đã lập ra

3.2.2 Thiết bị nghiên cứu

¾ Máy tiện, phay CNC HAAS

¾ Máy tiện, phay NC

¾ Phần mềm vẽ kỹ thuật autocad

¾ Phần mềm CAD/CAM Pro/Engineer

¾ Phần mềm tra chế độ cắt của hãng SecoCut

3.3 Phương pháp thực hiện đề tài

3.3.1 Chọn phương pháp gia công cụm rotor máy phát điện gió

Bản vẽ kỹ

thuật

Quy trình công nghệ gia công chế tạo

Viết chương trình gia công các chi tiết trên máy CNC

Lập trình bằng

tay

Lập trình tự động nhờ sự hỗ trợ của phần mềm Pro/E

Kiểm tra lại chương trình gia công

Gia công NC đồ gá và các thiết bị hỗ trợ cho quá trình lắp ghép

A

B

Hình 3.1: Sơ đồ biểu diễn trình tự thiết kế

Ta tiến hành viết chương trình gia công NC theo cả hai phương pháp: thủ công và

tự động nhằm tìm hiểu và khai thác tối đa ưu điểm mà 2 phương pháp này đem lại

¾ Phương pháp thủ công: chương trình viết thường ngắn, tiết kiệm thời gian gia công nhưng thời gian viết lâu

¾ Phương pháp tự động: giao diện mô phỏng trực quan, thời gian xuất ra một chương trình NC nhanh nhưng chương trình thường dài nên thời gian gia công lâu

A

Mô phỏng quá trình gia công trên máy tính

Đổ chương trình vào máy CNC