Nghiên cứu, thiết kế và chế tạo máy nâng hạ bia tự động phục vụ tại trường bắn 327 thuộc trường quân sự quân khu 5

Trong quá trình phát triển những đội vũ trang ra đời đó là: Đội tự vệ công nông trong phong trào Xô viết – Nghệ tĩnh, đội Xích vệ đỏ trong khởi nghĩa Nam kì, đội du kích Bắc Sơn trong kh

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

Người hướng dẫn: ThS TRẦN NGỌC HẢI

Sinh viên thực hiện: TRẦN MINH THÁNG

ra cho quốc phòng những yêu cầu cao trong công tác huấn luyện, sẵn sáng chiến đấu Do đó việc nâng cao chất lượng trong huấn luyện quân sự là rất cần thiết, cụ thể là việc điều khiển bia và báo bia trúng đạn là khâu đặc biệt quan trọng, nó đánh giá kết quả và chất lượng của từng bài bắn Với mục đích tạo ra một chiếc máy phục

vụ trong các bài bắnở thao trường, với các mục tiêu cố định, ấn hiện, có đầy đủ chức năng theo yêu cầu thực tế Tác giả đã nghiên cứu, thiết kế, chế tạo thành công máy nâng hạ bia tự động Máy đã phát huy tốt công dụng, giúp tiết kiệm thời gian trong các bài bắn, về mặt kinh tế - xã hội thì máy chế tạo trong nước, linh kiện tương đối phổ biến, có giá thành rẻ hơn nhiều so với sử dụng công nghệ của nước ngoài

1 Tên đề tài đồ án:

Nghiên cứu, chế tạo máy nâng hạ bia tự động phục vụ tại Trường bắn 327

2 Đề tài thuộc diện: ☒ Có ký kết thỏa thuận sở hữu trí tuệ đối với kết quả thực

hiện

3 Các số liệu và dữ liệu ban đầu:

Theo yêu cầu kỹ thuật của từng bài tập và thực tế tại trường bắn 327

Nội dung các phần thuyết minh và tính toán:

a Tổng quan và tính cấp thiết

b Thiết kế nguyên lý và tính toán động học máy: Phân tích & thiết kế sơ đồ

nguyên lý máy; lựa chọn hệ truyền động và các tính toán động học máy

c Tính toán sức bền và thiết kế kết cấu máy: Hệ thống dẫn hướng và khung

chịu lực, hệ thống dẫn động hiệu chỉnh và bố trí kết cấu máy

d Thiết kế hệ thống điều khiển: Tổng quan các thiết bị điều khiển; lập chu trình

điều khiển, thiết kế và lắp ráp mạch điều khiển; thuật toán và chương trình điều khiển

e Chế tạo máy thiết kế

4 Các bản vẽ, đồ thị ( ghi rõ các loại và kích thước bản vẽ ):

LỜI CẢM ƠN

Đồ án tốt nghiệp là môn học cuối cùng của sinh viên, qua đồ án tốt nghiệp giúp sinh viên tổng kết lại kiến thức đã học trong trường suốt 5 năm học, giúp sinh viên hiểu sâu sắc hơn về chuyên ngành đã học

Trong lời đầu tiên của thuyết minh đồ án tốt nghiệp “Nghiên cứu, thiết kế và chế tạo máy nâng hạ bia tự động phục vụ tại Trường bắn 327” này em muốn gửi lời cảm ơn và biết ơn trân thành nhất của mình tới tất cả những người đã hỗ trợ, giúp

đỡ em về kiến thức và tinh thần trong thời gian thực hiện đồ án

Trước hết em xin chân thành cảm ơn Thầy Trần Ngọc Hải, người đã trực tiếp hướng dẫn, nhận xét, giúp đỡ em trong suốt quá trình thực hiện đồ án

Xin chân thành cảm ơn Ban giám hiệu nhà trường, các thầy cô trong khoa Cơ khí, khoa Điện và các phòng ban, xưởng thí nghiệm Điện, xưởng Cơ khí đã tạo điều kiện tốt nhất cho em cũng như các bạn khác trong suốt thời gian học tập và làm đồ

án tốt nghiệp

Cuối cùng em xin gửi lời cảm ơn đến gia đình, bạn bè, người thân đã giúp đỡ động viên em rất nhiều trong quá trình học tập và làm đồ án tốt nghiệp Do thời gian thực hiện có hạn, kiến thức còn nhiều hạn chế nên Đồ án thực hiện chắc chắn không tránh khỏi những thiếu sót nhất định

Em rất mong nhận được ý kiến đóng góp của thầy cô giáo và các bạn để em có thêm kinh nghiệm và tiếp tục hoàn thiện đồ án của mình

Em xin chân thành cảm ơn!

Đà Nẵng, ngày 20 tháng 5 năm 2017

Sinh viên thực hiện

Trần Minh Thắng

CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan đây là đề tài nghiên cứu của tôi Các số liệu, kết quả nêu trong đồ án là trung thực và chưa được công bố trong các công trình khác Nếu không đúng như đã nêu trên, tôi xin hoàn toàn chịu trách nhiệm về đề tài của mình

Sinh viên thực hiện

Trần Minh Thắng

MỤC LỤC

Tóm tắt

Nhiệm vụ đồ án

Mục lục iii

Danh sách các bảng biểu, hình vẽ và sơ đồ v Trang CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VÀ TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI 1

1.1 Lịch sử hình thành của quân đội nhân dân Việt Nam 1

1.1.1 Thời kì hình thành 1

1.1.3 Thời kì xây dựng và bảo vệ Tổ quốc 4

1.2 Công nghiệp hóa, hiện đại hóa gắn liền với an ninh quốc phòng 4

1.2.1 Công nghiệp hóa, hiện đại hóa và vai trò của quân đội trong sự nghiệp CNH, HĐH đất nước 4

1.2.2 Ứng dụng khoa học công nghệ đáp ứng yêu cầu hiện đại hóa an ninh quốc phòng 5

1.3 Giới thiệu các phương pháp huấn luyện trên thao trường và các máy móc hỗ trợ hiện nay 6

1.4 Phân tích đặc điểm và tính cấp thiết của đề tài 10

CHƯƠNG 2: THIẾT KẾ NGUYÊN LÝ VÀ TÍNH TOÁN ĐỘNG HỌC CỦA MÁY 12

2.1 Phân tích và thiết kế sơ đồ nguyên lý máy 12

2.1.1 Yêu cầu chung của máy nâng hạ bia 12

2.1.2 Sơ đồ nguyên lý máy 12

2.2 Lựa chọn hệ truyền động: 13

2.2.1 Truyền động đai: 13

2.2.2 Truyền động bằng xích: 14

2.2.3 Truyền động vít me – đai ốc: 15

2.3.2 Tính toán động cơ điện cho hệ dẫn động 17

2.3.2 Tính toán bộ truyền bánh răng trụ hộp giảm tốc: 18

CHƯƠNG 3: TÍNH TOÁN SỨC BỀN VÀ THIẾT KẾ KẾT CẤU MÁY 21

3.1 Hệ thống dẫn hướng và khung chịu lực 21

3.2 Hệ thống dẫn động hiệu chỉnh 25

3.2.1 Kiểm nghiệm bộ truyền vít me theo độ bền 25

3.3 Bố trí kết cấu máy 27

3.4 Xây dựng các bản vẽ kết cấu và bản chế tạo 29

Chương 4: Thiết kế hệ thống điều khiển 32

4.1.1 Các phần tử nhận tín hiệu 32

4.1.2 Phần tử xử lý và điều khiển – rơle 34

4.1.3 Phần tử chấp hành – động cơ xoay chiều 35

4.2 Lập chu trình điều khiển 36

4.2.1 Sơ đồ khối hệ thống điều khiển 36

4.2.2 Nguyên lý hoạt động chung của hệ thống điều khiển 37

4.2.3 Sơ đồ khối và vị trí chân linh kiện: 37

4.3 Thiết kế và lắp ráp mạch điều khiển 38

4.3.1 Giới thiệu về vi điều khiển PIC 38

4.3.2 Thiết kế mạch vi điều khiển phát hiện trúng đạn: 39

4.3.3 Thiết kế mạch đèn nháy khi nâng bia 41

4.4 Thuật toán và chương trình điều khiển 44

4.4.1 Thuật toán chương trình 44

CHƯƠNG 5: CHẾ TẠO MÁY THIẾT KẾ VÀ KẾT QUẢ CỦA ĐỀ TÀI 49

5.1 Hình vẽ 3D mô phỏng máy thiết kế: 49

5.2 Kết quả thiết kế, chế tạo máy nâng hạ bia tự động là: 54

KẾT LUẬN 56

TÀI LIỆU THAM KHẢO 57

DANH SÁCH CÁC BẢNG, HÌNH VẼ

Hình 1.1 Đội Việt Nam tuyên truyền giải phóng quân 1

Hình 1.2 Chiến dich Điện Biên Phủ (5 – 1954) 2

Hình 1.3 Chiến dịch Hồ Chí Minh 1975 3

Hình 1.4 Hệ thống tên lửa hiện đại của lực lượng không quân 5

Hình 1.5 Kiểm tra súng ngắn bài 2b 7

Hình 1.6 Kiểm tra súng ngắn bài 2c 8

Hình 1.7: Kiểm tra súng tiểu liên bài 2b 9

Hình 1.8: Kiểm tra súng tiểu liên bài 2d 10

Hình 1.9 Bắn đạn thật sử dụng phương pháp báo bia thủ công 11

Hình 2.1 Sơ đồ nguyên lý máy nâng hạ bia 13

Hình 2.2 Sơ đồ nguyên lý máy sử dụng bộ truyền đai 13

Hình 2.3 Sơ đồ nguyên lý máy sử dụng bộ truyền xích 14

Hình 2.4 Sơ đồ nguyên lý máy sử dụng bộ truyền vít me – đai ốc 15

Hình 3.1 Kết cấu ray dẫn hướng 21

Hình 3.2 Kết cấu ổ lăn 22

Hình 3.3 Thông số ổ lăn 23

Hình 3.4 Kết cấu vỏ máy 23

Hình 3.5 Kích thước chi tiết bách bia 24

Hình 3.6 Kích thước chi tiết càng kẹp bia 24

Hình 3.7 Sơ đồ tính ổn định trục vít 26

Hình 3.8 Mặt cắt trục xoay bia 28

Hình 3.9 Mặt cắt dọc bộ truyền động của máy 28

Hình 3.10 Kích thước trục vít me 29

Hình 3.11 Kích thước đai ốc 29

Hình 3.12 Bản vẽ chế tạo vỏ máy 30

Hình 3.13 Bản vẽ chế tạo nắp máy 30

Hình 3.14 Mô phỏng 3D chi tiết máy 31

Hình 3.15 Hình chiếu 3D bộ truyền động máy 31

Hình 4.1 Công tắc hành trình điện – cơ 32

Hình 4.2 Công tắc hành trình điện – cơ 33

Hình 4.3 Công tắc đóng – mở 33

Hình 4.4 Cấu tạo của rơle điện từ 34

Hình 4.5 Kí hiệu của role 34

Hình 4.6 Sơ đồ nguyên lý của rơle 35

Hình 4.7 Động cơ giảm tốc ba pha 35

Hình 4.8 Sơ đồ khối hệ thống điều khiển 36

Hình 4.9 Sơ đồ chân linh kiện khối relay 37

Hình 4.10 Sơ đồ chân linh kiện công tắc và giắc cắm 37

Hình 4.11 Sơ đồ chân khối hành trình và động cơ 37

Hình 4.12 Sơ đồ nguyên lý mạch phát hiện trúng đạn 39

Hình 4.13 Sơ đồ mạch kích dòng relay 39

Hình 4.14 Khối tạo dao động 41

Hình 4.15 Sơ đồ mạch nguồn 41

Hình 4.16 Sơ đồ nguyên lý mạch đèn nháy 41

Hình 4.17: Sơ đồ mạch động lực 43

Hình 4.18: Sơ đồ mạch điều khiển trúng đạn 43

Hình 4.19: Sơ đồ mạch điều khiển nâng / hạ bia 44

Hình 4.20 Thuật toán xử lý ngắt 46

Hình 5.1 Mô phỏng 3D các chi tiết máy 49

Hình 5.2 Mô phỏng 3D vị trí máy khi bia nằm 50

Hình 5.3 Mô phỏng 3D vị trí máy khi bia đứng 50

Hình 5.4 Bản vẽ chế tạo nắp hộp 51

Hình 5.5 Ảnh chụp nắp hộp 51

Hình 5.6 Bản vẽ chế tạo vỏ máy 52

Hình 5.7 Bản vẽ chế tạo đòn kéo trung gian 52

Hinh 5.8 Ảnh chụp toàn máy 53

Hinh 5.9 Ảnh chụp bên trong máy 54

MỞ ĐẦU

Ngày nay, cùng với việc tập trung đẩy mạnh phát triển kinh tế - xã hội, thì việc đẩy mạnh công tác, nhiệm vụ xây dựng quân đội, bảo vệ Tổ quốc đang đặt ra cho

Bộ Quốc phòng những yêu cầu cao trong huấn luyện, sẵn sàng chiến đấu Bên cạnh

đó, Trong công tác huấn luyện quốc phòng luôn không ngừng nâng cao sức mạnh tổng hợp, trình độ sẵn sàng chiến đấu của các đơn vị, trong đó lấy nâng cao chất lượng huấn luyện làm trung tâm là một trong những nội dung chỉ đạo của Bộ Quốc phòng

Do đó việc nâng kỹ năng chiến đấu, tập luyện trong các thao trường, cụ thể huấn luyện, diễn tập công tác bắn đạn thật là rất quan trọng Hiện nay để báo cáo kết quả bắn đạn thật tại một số thao trường quân đội hoặc trung tâm huấn luyện của

cả nước đang áp dụng theo hình thức thủ công, dùng người chạy lên xuống để báo bia Qua đó theo cách báo điểm điểm truyền thống như vậy thì sau mỗi một loạt bắn, phải có người chạy lên vị trí bắn để báo đường đi của đạn, trên cơ sở đó, để đánh giá kết quả của học viên Phương pháp này bộc lộ rất nhiều hạn chế, trong đó

có việc tính khách quan của kết quả không được đảm bảo, thứ hai là mất rất nhiều nhân công và thứ 3 là không an toàn

Xuất phát từ những nhược điểm trên và nắm bắt được xu hướng, tầm quan trọng của đề tài, qua đó cũng nhằm góp phần xây dựng và ứng dụng khoa học công nghệ vào nền quân sự nước nhà, em đã được Thầy giáo hướng dẫn Trần Ngọc Hải

giao cho đề tài: “Nghiên cứu, thiết kế và chế tạo máy nâng hạ bia tự động phục vụ

tại Trường bắn 327”.

Cấu trúc đồ án tốt nghiệp của em gồm 5 chương:

Chương 1: Tổng quan và tính cấp thiết của đề tài

Chương 2: Thiết kế nguyên lý và tính toán động học

Chương 3: Tính toán sức bền và thiết kế kết cấu máy

Chương 5: Thiết kế hệ thống điều khiển

Chương 5: Chế tạo máy thiết kế

Cuối cùng, em xin chân thành cảm ơn thầy Trần Ngọc Hải, cùng các thầy cô giáo trong khoa Cơ Khí đã tạo điều kiện giúp đỡ em trong thời gian qua

Đà Nẵng, ngày 20 tháng 5 năm 2017

Sinh viên thực hiện

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VÀ TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI

1.1 Lịch sử hình thành của quân đội nhân dân Việt Nam

1.1.1 Thời kì hình thành

Trong chính cương vắn tắt của Đảng tháng 2/1930 đề cập “Tổ chức ra quân đội công nông” Trong luận cương chính chị đầu tiên của Đảng tháng 10/1930 chủ trương xây dựng đội “Tự vệ công nông”

Trong quá trình phát triển những đội vũ trang ra đời đó là: Đội tự vệ công nông trong phong trào Xô viết – Nghệ tĩnh, đội Xích vệ đỏ trong khởi nghĩa Nam

kì, đội du kích Bắc Sơn trong khởi nghĩa Bắc Sơn, du kích Ba tơ trong khởi nghĩa

Ba tơ, đội cứu quốc quân 1,2,3 …

Tiền thân của Quân đội nhân dân Việt Nam là Đội Việt Nam Tuyên truyền Giải phóng quân, đội quân chủ lực đầu tiên được thành lập ngày 22 tháng 12 năm

1944 tại khu rừng Trần Hưng Đạo thuộc tỉnh Cao Bằng theo chỉ thị của lãnh tụ Hồ Chí Minh Ban đầu có 34 chiến sĩ (3 nữ) và 34 khẩu súng các loại do đồng chí Võ Nguyên Giáp chỉ huy

Hình 1.1 Đội Việt Nam tuyên truyền giải phóng quân

1.1.2 Thời kì xây dựng và trưởng thành trong hai cuộc kháng chiến cứu nước

a Trong kháng chiến chống thực dân Pháp (1945 – 1954)

• Quá trình phát triển:

Tên gọi của Quân đội nhân dân Việt Nam gắn liền với nhiệm vụ cách mạng quacác thời kì Sau Cách mạng Tháng 8 đổi tên thành “Vệ quốc Đoàn” Năm 1946 chủ tịch Hồ Chí Minh kí sắc lệnh 71/SL thành lập quân đội quốc gia Việt Nam Sau đại hội đại biểu toàn quốc lần thứ II của Đảng (năm 1951) đổi tên thành Quân đội nhân dân Việt Nam cho đến nay Thành phần chính của Quân đội Nhân dân Việt nam gồm bộ đội chủ lực, bộ đội địa phương và dân quân du kích

Quá trình chiến đấu và chiến thắng:

Sau Cách Mạng tháng 8 nước Việt Nam ra đời chưa được bao lâu thì thực dân Pháp quay lại xâm lược nước ta lần thứ hai Để hoàn thành sứ mệnh lịch sử giải phóng dân tộc Quân đội ta vừa chiến đầu vừa xây dựng, trưởng thành và lập nhiều chiến công, tiêu biểu là :

Chiến thắng Việt Bắc Thu đông 1947

Chiến dịch Biên giới 1950

Chiến dịch Trung du đường 18 Hà Nam Ninh 1951

Chiến dịch Tây Bắc 1952

Chiến dịch Thượng Lào 1953

Chiến dịch Đông Xuân 1953 – 1954

Đỉnh cao là chiến dịch Điện Biên Phủ kết thúc cuộc kháng chiến chống Pháp đưa nước ta vào giai đoạn mới của cuộc cách mạng

Hình 1.2 Chiến dich Điện Biên Phủ (5 – 1954)

b Trong kháng chiến chống đế quốc Mỹ xâm lược (1954 – 1975)

Đế quốc Mỹ thay Pháp xâm lược nước ta, Quân đội ta lại bước vào trận tuyên mới Từ năm 1954 – 1965 lực lượng quân đội ta ở Miền Bắc bước vào xây dựng chính quy, luyện quân sẵn sang chi viện cho miền Nam

Năm 1960 thành lập Mặt trận Giải phóng Miền Nam Ngày 15/1/1961 thống nhất tên gọi của các lực lượng vũ trang là quân giải phóng thắng lợi Ấp Bắc, Ba gia, Đồng Xoài, bẻ gãy chiến lược Chiến tranh đặc biệt của Mĩ buộc chúng chuyển sáng chiến lược Chiến tranh cục bộ đưa hơn nửa triệu quân Mĩ tác chiến ở miền Nam, ném bom miền Bắc lần thứ nhất, đánh bại hai cuộc hành quân lớn của Mĩ vào mùa khô 1965 – 1966 và 1966 – 1967 , bắn rơi hàng nghìn máy bay, bắt sống hàng trăm giặc lái tạo thuận lợi cho cuộc tổng tiến công Tết Mậu Thân 1968 Trong trận Điện Biên Phủ trên không quân đội ta đã bắn rơi 81 máy bay (34 máy bay B52) buộc Mĩ

kí hiệp định Pari Tận dụng thời cơ ta mở cuộc tiến công 1975 (chiến dịch Hồ Chí Minh) giải phóng miền Nam thống nhất đất nước

Hình 1.3 Chiến dịch Hồ Chí Minh 1975

1.1.3 Thời kì xây dựng và bảo vệ Tổ quốc

Sau chiến thắng lịch sử năm 1975 đất nước thống nhất, Quân đội nhân dân Việt Nam tiếp tục chắc tay sung bảo vệ Tổ Quốc Với chức năng là đội quân chiến đấu, đội quân công tác và đội quân sản xuất, Quân đội nhân dân Việt Nam đã hoàn thành tốt nhiệm vụ của mình, xứng đáng là lực lượng vũ trang nòng cốt của Đảng, Nhà nước, nhân dân Trong xu thế hội nhâp quốc tế, Quân đội ta cùng các lực lượng khác sẵn sáng chiến đấu, tích cực tham gia phòng chống thiên tai lũ lụt, góp phần phát triển kinh tế - xã hội, xây dựng cơ sở vững mạnh toàn diện

1.2 Công nghiệp hóa, hiện đại hóa gắn liền với an ninh quốc phòng

1.2.1 Công nghiệp hóa, hiện đại hóa và vai trò của quân đội trong sự nghiệp CNH, HĐH đất nước

Sau những năm đổi mới, nền công nghiệp nước ta đang thật sự khởi sắc và đạt được nhiều thành tựu rất đáng tự hào Tuy nhiên nước ta vẫn còn là một nước chậm phát triển Hơn bao giờ hết công nghiệp hóa, hiện đại hóa được đặt ra như một tất yếu mà nhất thiết phải tiến hành Trong sự nghiệp công nghiệp hóa, hiện đại hóa nước nhà, quân đội với tư cách là lực lượng vũ trang cách mạng của dân tộc cần phải được huy động để bảo vệ, phát triển, và hơn thế nữa được coi như là một nguồn lực của quốc gia trực tiếp tham gia vào tiến trình đó

Công nghiệp hóa, hiện đại hóa là một quá trình tất yếu mà nước ta phải trả qua, nhằm cải biến nước ta thành một nước công nghiệp có cơ sở vật chất – kĩ thuật hiện đại, có cơ cấu kinh tế hợp lý, quan hệ sản xuất tiến bộ; nhằm trang bị và tái trang bị công nghệ ngày càng hiện đại cho tất cả các ngành của nền kinh tế quốc dân Mục tiêu lâu dài của công nghiệp hóa, hiện đại hóa là xây dựng nước ta thành một nước công nghiệp, có cơ sở vật chất kỹ thuật hiện đại, có cơ cấu kinh tế hợp lý,

có quan hệ sản xuất tiến bộ phù hợp với trình độ phát triển của lực lượng sản xuất, cải thiện đời sống vật chất, tinh thần của nhân dân, quốc phòng và an ninh vững chắc, thực hiện dân giàu, nước mạnh, xã hội công bằng, dân chủ, văn minh Thực chất của công nghiệp hóa, hiện đại hóa là chuyển toàn bộ nền sản xuất từ lao động thủ công là chính sang lao động với phương tiện và phương pháp tiên tiến có năng suất cao

Bên cạnh đó quân đội đóng vai trò quan trọng, là lực lượng nòng cốt trong công cuộc công nghiệp hóa, hiện đại hóa đất nước Trong thời kì đổi mới đang đặt ra những vấn đề mới đối với hoạt động thực tiễn của quân đội: đòi hỏi quân đội phải bổ sung, điều chỉnh lại nhiệm vụ quốc phòng trên từng khu vực phòng thủ, từng hướng chiến lược cũng như bố trí chiến lược trên phạm vi cả nước Quân đội không chỉ có chức năng bảo vệ tổ quốc, bảo vệ sự nghiệp công nghiệp

hóa hiện đại hóa mà còn có chức năng an ninh – quốc phòng, kinh tế, trực tiếp tham gia vào quá trình công nghiệp hóa, hiện đại hóa Ngoài ra sự lớn mạnh công nghiệp quốc phòng cũng tác động tích cực đến công cuộc công nghiệp hóa, hiện đại hóa Đó là khu vực sản xuất đặc biệt đáp ứng yêu cầu an ninh – quốc phòng, phòng thủ, đảm bảo ổn định xã hội

Với bản chất là quân đội của dân, do dân và vì dân, Quân đội nhân dân Việt Nam phải cùng cả nước, trước hết là bảo vệ sự nghiệp công nghiệp hóa, hiện đại hóa đất nước, duy trì môi trường hòa bình và ổn định cho sự phát triển; sau nữa là trực tiếp tham gia vào quá trình công nghiệp hóa, hiện đại hóa bằng những tiềm năng đã có của mình Tích cực chuyển hướng và phát triển công nghiệp quốc phòng, coi công nghiệp quốc phòng là một bộ phận của nền công nghiệp quốc gia trong tiến trình công nghiệp hóa, hiện đại hóa

1.2.2 Ứng dụng khoa học công nghệ đáp ứng yêu cầu hiện đại hóa an ninh quốc phòng

Tình hình thế giới hiện nay và sự phát triển của cuộc cách mạng khoa học công nghê đang đặt ra cho chúng ta nhiệm vụ quan trọng là phải đẩy mạnh phát triển khoa học công nghệ quân sự, nâng cao tiềm lực quốc phòng, đáp ứng yêu cầu hiện đại hóa quân đội Từ đây, công tác nghiên cứu, ứng dụng các thành tựu khoa học công nghệ, đặc biệt là các lĩnh vực công nghệ mũi nhọn cho quân sự giữ một vai trò vị trí hết sức quan trọng

Khoa học công nghệ là yếu tố cốt lõi, chìa khóa đảm bảo cho công nghiệp quốc phòng phát triển nhanh, bền vững, đáp ứng nhiệm vụ sản xuất quốc phòng, phục vụ đắc lực cho sự nghiệp công nghiệp hóa, hiện đại hóa đất nước và vươn

ra hội nhập sâu với thế giới

Hình 1.4 Hệ thống tên lửa hiện đại của lực lượng không quân

Khoa học và công nghệ quân sự là một bộ phận hữu cơ của nền khoa học công nghệ quốc gia, có nhiệm vụ rất to lớn là phục vụ đắc lực nhiệm vụ hiện đại hóa quân đội, phấn đấu vươn lên góp phần giải quyết những vấn đề cơ sở vật chất kĩ thuật của quốc phòng, an ninh Lịch sử cho thấy, không chỉ trong giai đoạn hiện nay chúng ta mới nói đến vai trò của khoa học công nghệ Ngay từ những ngày đầu kháng chiến chống Pháp, Bác Hồ và Đảng ta đã rất chú trọng đến khoa học và công nghệ, đặc biệt là các ngành khoa học, kỹ thuật ứng dụng trong quân sự Công tác nghiên cứu khoa học và công nghệ quân sự đã và đang gắn bó chặt chẽ với việc phát triển vũ khí, trang kbị kĩ thuật cho quân đội Vũ khí, trang bị kỹ thuật của quân đội được cung cấp từ nhiều nguồn trong đó có nguồn quan trọng là chúng ta tự nghiên cứu, thiết kế và chế tạo Qua đó Tin tưởng sẽ xây dựng được một nền khoa học – công nghệ quân sự có đủ khả năng nghiên cứu phát triển được các loại vũ khí, trang bị huấn luyện kĩ thuật hiện đại, đáp ứng yêu cầu hiện đại hóa quân đội trong giai đoạn mới

Nhiều sản phẩm KH – CN đã được chế tạo thành công và được đưa vào phục

vụ trong quân đội Cụ thể, Quân chủng Phòng không – không quân đưa vào trực thăng chiến đấu radar cảnh giới tầm trung 6m và radar cảnh giới P18, P19, radar cảnh giới 2D, hệ thống cảnh giới vùng trời quốc gia VQ01M, qua đó nâng cao năng lực bảo vệ vùng trời Nhiều hệ thống huấn luyện mô phỏng đã được đưa vào phục

vụ công tác huấn luyện, diễn tập thực tế chỉ huy tham mưu, đạt hiệu quả cao

1.3 Giới thiệu các phương pháp huấn luyện trên thao trường và các máy móc

hỗ trợ hiện nay

Giới thiệu một số bài bắn trong mục bài bắn số 2 và 3 của một số mục,các bài bắn khác nhau về thời gian nâng hạ,khoảng cách và số lượng bia

a) Bài kiểm tra súng ngắn

• Bài 2-Bắn mục tiêu ẩn hiện ban ngày và ban đêm

• Bài 2b-Bắn mục tiêu ẩn hiện của bộ đội trinh sát ban ngày và ban đêm

• Bài 2c-Bắn mục tiêu ẩn hiện của bộ đội đặt công ban ngày và ban đêm

• Bài 3-Bắn mục tiêu ẩn hiện, vận động ban ngày và ban đêm

• Bài 3b-Bắn mục tiêu ẩn hiện,vận động của bộ đội trinh sát ban ngày và ban đêm

• Bài 3c-Bắn mục tiêu ẩn hiện,vận động của bộ đội đặc công ban ngày và ban đêm

Hình 1.5 Kiểm tra súng ngắn bài 2b

Hình 1.6 Kiểm tra súng ngắn bài 2c

• Bài kiểm tra súng tiểu liên:

+ Bài 2 - Bắn mục tiêu ẩn hiện,vận động ở địa hình đồng bằng,trung du ban ngày và ban đêm

+ Bài 2b - Bắn mục tiêu ẩn hiện,vận động trong thành thị ban ngày và ban đêm

+ Bài 2c - Bắn mục tiêu ẩn hiện,vận động ở địa hình rừng núi ban ngày và ban đêm

+ Bài 2d - Bắn mục tiêu ẩn hiện,vận động của bộ đội trinh sát ban ngày và ban đêm

+ Bài 2e - Bắn mục tiêu ẩn hiện,vận động của bộ đội đặc công ban ngày và ban đêm

Hình 1.7: Kiểm tra súng tiểu liên bài 2b

Hình 1.8: Kiểm tra súng tiểu liên bài 2d

1.4 Phân tích đặc điểm và tính cấp thiết của đề tài

Trong huấn luyện quân sự, việc huấn luyện bắn đạn thật tại thao trường là một nội dung vô cùng quan trọng, song song với đó việc điều khiển bia và báo bia là một trong những khâu quan trọng của các bài bắn súng bằng đạn thật và nó góp phần vào việc đánh giá kết quả và chất lượng huấn luyện trong từng bài bắn

Hiện nay để báo kết quả bắn đạn thật tại một số thao trường quân đội hoặc nhiều trung tâm huấn luyện trong cả nước đang áp dụng theo hình thức thủ công,

dùng người chạy lên chạy xuống báo bia, kết hợp dán bia tại các vị trí đạn trúng mục Qua đó theo cách báo điểm điểm truyền thống như vậy thì sau mỗi một loạt bắn, phải có người chạy lên vị trí bắn để báo đường đi của đạn, trên cơ sở đó, để đánh giá kết quả của học viên Phương pháp này bộc lộ rất nhiều hạn chế, trong đó

có việc tính khách quan của kết quả không được đảm bảo, thứ hai là mất rất nhiều nhân công và thứ 3 là không an toàn

Hình 1.9: Bắn đạn thật sử dụng phương pháp báo bia thủ công

Bên cạnh đó trong hệ thống phục vụ huấn luyện của nhiều trường bắn nói chung hiện nay và Trường bắn 327 thuộc Trường Quân Sự Quân Khu 5 khá đa dạng, trong đó chủ yếu là hệ thống máy bắn bia thế hệ cũ với bàn điều khiển thế hệ

cũ, một số đã hư hỏng, hoạt động không ổn định Một số trường bắn được đầu tư thiết bị mới nhưng số lượng hạn chế, chưa thống nhất, đồng bộ, đặc biết chưa được chuẩn hóa, nhất là hệ điều khiển Việc hiện đại hóa và chuẩn hóa các trang bị của trường bắn là rất cần thiết

Qua quá trình nghiên cứu, tìm hiểu, xuất phát từ những nhược điểm trên và đặc biệt nhằm góp phần phục vụ công tác đào tạo, huấn luyện đáp ứng nhu cầu và lưu lượng huấn luyện ngày càng cao của Trường bắn 327 thuộc Trường Quân Sự

Quân Khu 5 với ý nghĩa trên em lựa chọn đề tài “Nghiên cứu chế tạo máy nâng hạ bia phục vụ trong trường bắn 327” Qua đó nhằm cơ bản khắc phục những nhược

điểm trong quá trình tổ chức báo kết quả thi bắn đạn thật và hệ thống sẽ hoàn toàn

tự động sẽ tạo được độ ổn định, giúp tiết kiệm thời gian; đánh giá kết quả một cách chính xác nhất

CHƯƠNG 2: THIẾT KẾ NGUYÊN LÝ VÀ TÍNH TOÁN ĐỘNG

HỌC CỦA MÁY

2.1 Phân tích và thiết kế sơ đồ nguyên lý máy

2.1.1 Yêu cầu chung của máy nâng hạ bia

• Xuất phát từ yêu cầu thực tế của Trường bắn 327 của trường Quân sự quân khu 5, máy nâng hạ bia được sử dụng trong huấn luyện nên máy hoạt động chủ yếu với điều kiện môi trường tương đối khắc nghiệt, phải chống nhiệt khi nắng và chống ẩm khi trời mưa Vì thế vỏ máy được đúc bằng hợp kim nhôm và sơn tĩnh điện để bề mặt đảm bảo hạn chế tối đa quá trình oxy hóa, chịu nhiệt, chịu lực va đập tốt và chống thấm nước đáp ứng được điều kiện thời tiết nắng mưa

• Hệ thống truyền động nâng hạ là kết cấu chính quyết định quá trình nâng hạ chính xác của máy Kết cấu hệ thống phải đảm bảo nâng hạ được nhiều loại bia có trọng lượng khác nhau và thời gian nâng hạ đáp ứng được nhu cầu trong huấn luyện Trong đó bia có lớn nhất có kích thước cao 2m và nặng 5kg

• Cơ cấu truyền động phải được tính toán phù hợp đảm bảo tỉ số truyền đáp ứng thời gian hạ bia trong khoảng 3 ÷ 5s

• Để máy có thể ứng dụng vào thực tế một cách hiệu quả nhất thì cần phải có thêm hệ thống đèn pha, đèn nháy đáp ứng quá trình sử dụng vào ban đêm

2.1.2 Sơ đồ nguyên lý máy

a Nguyên lý hoạt động:

Hệ thống truyền động nâng hạ là kết cấu chính quyết định quá trình nâng hạ bia của máy Máy được dẫn động bằng động cơ xoay chiều Khi nhận được tín hiệu nâng bia, hệ thống điều khiển của máy sẽ xử lý đưa tín hiệu để điều khiển động cơ quay thuận

Ngược lại khi nhận được tín hiệu hạ bia, động cơ sẽ quay theo chiều nghịch, truyền chuyển động trục xoay đến đầu kẹp bia, điều khiển bia theo yêu cầu Bia được kẹp chặt vào bách của máy nhờ bách kẹp bia, tạo thành một góc 90° so với bách Bia nâng hạ từ trong khoảng 0 - 90° so với mặt đất dựa vào hành trình của bộ truyền giới hạn bởi công tắc hành trình được đặt trong máy

b Sơ đồ nguyên lý

Hình 2.1 Sơ đồ nguyên lý máy nâng hạ bia (1) Chân máy; (2) Khớp nối trục; (3) Bộ truyền động; (4) Trục xoay bia (5) Bia bắn; (6) Bách kẹp bia; (7) Đòn kéo trung gian

3

4

7 6 5

3

• Ưu điểm của bộ truyền đai:

+ Bộ truyền đai có kết cấu đơn giản, dễ chế tạo, giá thành hạ

+ Bộ truyền đai có khả năng truyền chuyển động giữa hai trục khá xa nhau, mà kích thước bộ truyền không lớn lắm

+ Bộ truyền làm việc êm, không tiếng ồn

+ Đảm bảo an toàn cho động cơ khi quá tải

• Nhược điểm của bộ truyền đai:

+ Bộ truyền đai có tính trượt nếu tỉ số truyền và số vòng quay n2

• Ưu điểm của bộ truyền xích:

+ Bộ truyền xích có khả năng tải cao hơn, kích thước nhỏ gọn hơn so với bộ truyền đai

+ Bộ truyền xích có thể truyền chuyển động giữa hai trục xa nhau, mà kích thước của bộ truyền không lớn

+ Bộ truyền xích có thể truyền chuyển động từ một trục dẫn đến nhiều trục bị dẫn ở xa nhau

+ Hiệu suất truyền động cao hơn đai

• Nhược điểm của bộ tryền xích:

+ Bộ truyền xích có vận tốc và tỉ số truyền tức thời không ổn định

+ Bộ truyền làm việc có nhiều tiếng ồn

+ Yêu cầu chăm sóc, bôi trơn thường xuyên trong quá trình sử dụng

+ Bản lề xích mau bị mòn, và có quá nhiều mối ghép, nên tuổi thọ không cao

2.2.3 Truyền động vít me – đai ốc:

Hình 2.4 Sơ đồ nguyên lý máy sử dụng bộ truyền vít me – đai ốc

• Ưu điểm của bộ truyền vít me – đai ốc:

+ Bộ truyền vít đai ốc có kết cấu đơn giản, dễ chế tạo, giá thành không cao,

2

+ Có tỉ số truyền rất lớn Tạo ra được lực dọc trục lớn, trong khi chỉ cần đặt lực nhỏ vào tay quay

+ Có thể thực hiện được di chuyển chậm, chính xác cao

• Nhược điểm của bộ truyền vít me – đai ốc:

+ Hiệu suất của bộ truyền thấp

+ Ren bị mòn nhanh, nên tuổi bền không cao, nhất là khi làm việc với tốc

độ lớn

2.2.4 Nhận xét và chọn phương án

Qua phân tích các phương án cho bộ truyền động chính của máy, ta thấy được các ưu, nhược điểm của mỗi phương án và khả năng ứng dụng của chúng trong sản xuất để mang lại hiệu quả, năng suất cao nhất Căn cứ vào đó ta chọn cơ cấu truyền động bằng vít me – đai ốc vì kết cấu làm giản, dễ chế tạo, và thực hiện được các di chuyển chậm với độ hãm cao, phù hợp với yêu cầu thiết kế máy ban đầu

Trong đó:

Fa : lực dọc trục N

d2 : đường kính trung bình của vít me (mm)

h: chiều cao làm việc của ren (mm)

Thay h=h.t và H

x t

= vào công thức [2.1], ta có

2

[ ]

a h

t p

Chiều cao đai ốc: H = H d2 = 1,5.21 31,5 = mm , chọn H = 32mm

Đường kính ngoài của đai ốc:

26 29, 6.40

a k

2.3.2 Tính toán động cơ điện cho hệ dẫn động

Để chọn động cơ điện, cần tính công suất cần thiết

Từ thực nghiệm bia nặng 5kg, cao 2m Ta sử dụng động cơ điện xoay chiều không đồng bộ ba pha vì cấu tạo vận hành đơn giản, mắc trực tiếp vào lưới điện

Khoảng cách bia đến trục động cơ: d = 2 m

Hiệu suất truyền động:

2.3.2 Tính toán bộ truyền bánh răng trụ hộp giảm tốc:

Truyền động bánh răng được dùng trong rất nhiều các cơ cấu, hệ thống truyền động vì các ưu điểm nổi bật như: kích thước nhỏ, khả năng tải lớn, hiệu suất cao, tỷ

số truyền không thay đổi, làm việc chắc chắn và bền lâu

Ta có các số liệu ban đầu như sau:

Công suất truyền động 200W

(Phôi rèn, giả thiết đường kính phôi dưới 100 mm)

Bánh răng lớn: thép 40 thường hóa có cơ tính như sau:

2

(Phôi rèn, giả thiết đường kính phôi 100 ÷ 300 mm)

b) Định ứng suất tiếp xúc và ứng suất uốn cho phép

• Ứng suất tiếp xúc cho phép:

Số chu kỳ tương đương của bánh lớn

k k của 2 bánh răng đều bằng 1

Ứng suất tiếp xúc cho phép của bánh lớn: (Bảng 3-9, TKCMT)

K là hệ số tập trung ứng suất uốn chân răng: đối với thép K = 1,2

Ứng suất uốn cho phép của bánh nhỏ:

e) Kiểm nghiệm sức bền uốn của răng

CHƯƠNG 3: TÍNH TOÁN SỨC BỀN VÀ THIẾT KẾ KẾT CẤU MÁY

3.1 Hệ thống dẫn hướng và khung chịu lực

3.3.1 Hệ thống dẫn hướng

Hệ thống dẫn hướng là cơ cấu quan trọng trong quá trình chuyển động của

bộ truyền động vít me – đai ốc, đai ốc được gắn cố định sẽ trượt dọc trên thanh ray dẫn hướng khi trục vít me chuyển động quay Dùng phương án kết hợp con lăn và ray dẫn hướng để cố định và dẫn hướng cho đai ốc chuyển động tịnh tiến

b Con lăn dẫn hướng:

• Chọn con lăn ổ bi 1 dãy, chủ yếu để chịu lực hướng tâm, nhờ có con lăn nên chuyển ma sát trượt của 2 bộ phận tiếp xúc nhau khi chuyển động thành ma sát lăn giữa các con lăn

+ Lắp ghép tương đối khó khan

+ Làm việc có nhiều tiếng ồn, khả năng giảm chấn kém

• Chọn thông số con lăn:

Các thông số OD: đường kính ngoài (mm)

Hình 3.3 Thông số ổ lăn Chọn ổ lăn: id = 10mm; OD = 26mm; T = 8mm MS: 6000

3.3.2 Khung chịu lực của máy

a Vỏ máy:

Do máy hoạt động chủ yếu ngoài thao trường với điều kiện môi trường tương đối khắc nghiệt Nên vỏ máy được đúc bằng hợp kim nhôm và sơn tỉnh điện bề mặt đảm bảo hạn chế tối đa quá trình oxy hóa, chịu nhiệt, chịu lực va đập tốt và chống thấm nước đáp ứng được điều kiện của môi trường nắng, mưa