THIẾT KẾ MÁY LÀ GÌ? PHÂN LOẠI VÀ QUY TRÌNH

Trang chủ » THIẾT KẾ MÁY LÀ GÌ? PHÂN LOẠI VÀ QUY TRÌNH

THIẾT KẾ MÁY LÀ GÌ?

Nội dung bài viết

Thiết kế máy là một công việc quan trọng nhất trong ngành cơ khí. Sự thành công hay thất bại của một công ty bắt nguồn từ thiết kế sản phẩm, cho dù nó được thực hiện trong nhà hay hợp đồng. Ở đây xác định chi phí sản xuất và lợi nhuận. Ngay cả những công cụ được sản xuất tốt nhất cũng sẽ ít được sử dụng nếu thiết kế của sản phẩm đó đã bị lỗi.

Các nhà thiết kế máy móc là những cá nhân sử dụng tài năng của họ để giải quyết các vấn đề cùa người dùng và chức năng, thường là trong các yêu cầu về không gian ngày càng giảm.

Nghĩa là, các nhà thiết kế phải liên tục tìm cách thỏa mãn mong muốn của khách hàng về khả năng thích ứng với môi trường và sẽ luôn tìm cách giảm các giới hạn về kích thước. Các mối quan tâm khác không nhất thiết phải có mức độ ưu tiên thấp hơn mà chỉ là thứ yếu theo nghĩa là hình thức và chức năng thường được cố định trong tâm trí của nhà thiết kế trước tiên.

Điều này có nghĩa là các nhà thiết kế trước tiên phải đối phó với hình học. Bố trí phù hợp phải xác nhận rằng thiết bị được đề xuất sẽ không chiếm không gian đã được phân bổ cho các đối tượng khác, rằng nó có thể tiếp cận hoặc gắn vào các bộ phận khác của tổng thể và có thể lắp ráp được.

Tuy nhiên, các nhà thiết kế luôn chuyên môn hóa, họ có thể tập trung vào các lĩnh vực như thiết kế động cơ hoặc tubin hoặc các bộ phận chức năng của ô tô, máy công cụ hoặc tự động hóa.

Thiết kế máy

Các loại thiết kế máy

Khi công nghệ sản xuất phát triển, chúng ta đã chứng kiến những bước nhảy vọt ấn tượng khi nói đến sự sáng tạo và phức tạp của thiết kế máy và kỹ thuật cơ khí.

Các cơ cấu máy móc từng dường như là bất khả thi trong quá khứ nay đã trở nên phổ biến trên thế giới hiện nay. Trong cuộc đua công nghệ ngày càng khắt nghiệt như hiện nay, khi tất cả chúng ta đều muốn cố gắng đi đầu trong đổi mới và cải tiến công nghệ, chúng ta có thể tận dụng công nghệ hiện đại để đưa chúng ta đi đúng hướng.

Đây là nguyên tắc cơ bản của thiết kế máy móc và có thể được chia thành 3 loại như sau:

Thiết kế thích ứng
Thiết kế phát triển
Thiết kế mới

1. Thiết kế thích ứng

Một trong những kiểu thiết kế máy cơ bản nhất nhưng lại được áp dụng một cách rộng rãi là Thiết kế thích ứng. Có lẽ bạn đã từng nghe qua câu nói ” Đừng phát minh lại bánh xe”. Thông thường, trong một cụm máy móc sẽ có một hoặc nhiều các thành phần cơ cấu, chi tiết đã từng được thiết kế và áp dụng rộng rãi trước đây nên việc của bạn là áp dụng nó vào trong bản thiết kế của mình.

Thiết kế thích ứng sử dụng các tính năng cơ bản và chỉnh sửa chúng một chút để phù hợp hơn với một yêu cầu cụ thể. Việc sửa đổi công nghệ đã được chứng minh là hiệu quả có thể tiết kiệm thời gian của các kĩ sư và tiền bạc cho doanh nghiệp và thường hiệu quả hơn nhiều so với việc thiết kế lại từ đầu.

2. Thiết kế phát triển

Tương tự như Thiết kế thích ứng, Thiết kế phát triển sử dụng các khái niệm và công nghệ hiện có nhưng thêm hoặc kết hợp các yếu tố và thành phần máy mới để tạo ra một sản phẩm mang tính độc đáo.

Một ví dụ dễ thấy trong Thiết kế phát triển là xe máy, về cơ bản là sự kết hợp giữa xe đạp và động cơ đốt trong.

Chiếc mô tô chắc chắn là một bước tiến vượt bậc trong công nghệ chế tạo và thiết kế máy móc, nhưng nó dựa vào các yếu tố cơ học có từ trước để đóng vai trò là nền tảng cho một cái gì đó mới.

3. Thiết kế mới

Phần lớn thiết kế máy sẽ rơi vào hai loại trước, nhưng vẫn có những bộ phận và công nghệ mới độc đáo được tạo ra từ những kĩ sư mọi lúc, mọi nơi. Những đổi mới có một không hai này được coi là thiết kế mới, nơi các kĩ sư và nhà thiết kế đưa ra một thứ hoàn toàn nguyên bản.

Điều này ít phổ biến hơn và thường đòi hỏi nhiều thời gian, tiền bạc và sự nghiên cứu. Bởi vì chúng ta đang sống trong một thế giới của kiến thức và công nghệ được chia sẻ nên việc sửa đổi những thứ đã tồn tại thường hiệu quả và năng suất cao hơn.

Nhưng với ý tường và trải nghiệm phù hợp, các yếu tố trong không gian thiết kế mới có thể cực kỳ hữu ích và mang lại nhiều giá trị cho toàn bộ thế giới sản xuất.

Các kiểu dáng dựa trên các phương pháp được sử dụng có thể được phân loại như sau:

Thiết kế hợp lý: Kiểu thiết kế này phụ thuộc vào các công thức toán của nguyên lý cơ học
Thiết kế theo kinh nghiệm: Kiểu thiết kế này 1 phụ thuộc vào các công thức thực nghiệm dựa trên thực tế và kinh nghiệm trong quá khứ
Thiết kế công nghiệp: Kiểu thiết kế này phụ thuộc và tính năng sản phẩm để sản xuất bất kỳ thành phần máy móc nào trong ngành.
Thiết kế tối ưu: Đây là thiết kế tốt nhất cho một hàm mục tiêu nhất định theo các ràng buộc cụ thể. Điều này có thể đạt được bằng cách giảm các tác dụng không mong muốn.
Thiết kế hệ thống: Nó là thiết kế của bất kì hệ thống cơ khí phức tạp nào giống như động cơ ô tô.
Thiết kế phần tử: Là thiết kế của bất kỳ bộ phận nào của hệ thống cơ khí như trục khuỷu, piston, thanh truyền, v.v.
Thiết kế có sự hỗ trợ của máy tính: Loại thiết kế này dựa vào việc sử dụng hệ thống máy tính để hỗ trợ xây dựng, sửa đổi, phân tích và tối ưu hóa thiết kế

Những lưu ý chung trong thiết kế máy là gì?

1. Loại tải trọng và ứng suất do tải trọng

Tải trọng lên một thành phần máy có thể tác động theo nhiều cách do đó ứng suất bên trong thiết lập

2. Chuyển động của các bộ phận máy hoặc động cơ

Hoạt động thành công của bất kỳ máy móc nào phụ thuộc phần lớn vào sự sắp xếp đơn giản nhất của các bộ phận sẽ cung cấp tốc độ cần thiết. Tốc độ của các bộ phận có thể là:

Chuyển động chỉnh lưu bao gồm chuyển động một chiều và chuyển động chéo
Chuyển động cong bao gồm quay, dao động và điều hòa đơn giản
Tốc độ ổn định
Gia tốc không đổi hoặc thay đổi được

3. Lựa chọn vật liệu

Điều cần thiết là nhà thiết kế phải có kiến thức sâu về các đặc tính của vật liệu và hành vi của chúng trong điều kiện làm việc. Một số tính năng quan trọng của vật liệu là sức mạnh, độ bền và tính linh hoạt, trọng lượng, khả năng chống nhiệt và ăn mòn, tính đúc, hàn hoặc cứng, khả năng gia công, độ dẫn điện,v.v.

4. Kích thước và Hình dạng của các bộ phận

Hình thức và hình dạng dựa trên các quyết định. Mặt cắt thực tế nhỏ nhất có thế sử dụng. Nhưng nó có thể kiểm tra rằng ứng suất gây ra trong mặt cắt được thiết kế an toàn hơn. Để thiết kế các bộ phận của bất kỳ cơ cấu hay máy móc nào về hình thức hay hình dạng.

5. Chống mài mòn và bôi trơn

Luôn luôn có sự mất công do chịu mài mòn và cần lưu ý rằng ma sát khởi động lớn hơn ma sát chạy. Do đó, cần phải chú ý cẩn thận đến trường hợp bôi trơn tất cả các bề mặt tiếp xúc với các bề mặt khác, dù chúng trong ổ trục quay, ổ trượt hoặc ổ lăn

6. Tính năng tiện lợi và tiết kiệm

Trong thiết kế phải nghiên cứu các đặc tính vận hành của máy. Việc khởi động, điều khiển và dừng cần phải được đặt trên cơ sở thao tác thuận tiện.

Điều chỉnh độ mòn phải cung cấp để sử dụng các thiết bị tiếp nhận khác nhạu và tổ chức chúng sao cho sự liên kết của các bộ phận vẫn được giữ nguyên. Nếu các bộ phận được thay thế cho các sản phẩm khác nhau hoặc được thay thế do mòn hoặc vỡ, nên cung cấp khả năng tiếp cận dễ dàng và nếu có thể, cần tránh các bộ phận khác để thực hiện điều này.

Phải nghiên cứu hoạt động tiết kiệm của máy dùng để sản xuất hay chế biến vật liệu để xem có công suất lớn nhất tương ứng với việc sản xuất ra công việc tốt hay không.

7. Sử dụng các bộ phận tiêu chuẩn

Việc sử dụng các bộ phận tiêu chuẩn có liên quan chặt chẽ đến chi phí, vì chi phí của bộ phận tiêu chuẩn hoặc bộ phận có sẵn chỉ là một phần của chi phí của các bộ phận tương tự được sản xuất theo đơn đặt hàng.

Các bộ phận tiêu chuẩn hoặc cổ phiếu nên sử dụng bất cứ khi nào có thể. Các bộ phận đã tồn tại như bánh răng, ròng rọc và ổ trục.

Các bộ phận có thẻ chọn từ kho thông thường của cửa hàng như ốc vít, đai ốc và chốt. Bulong và đinh tán phải càng ngắn càng tốt để tránh sự chậm trễ trong việc thay đổi mũi khoan, doa và vòi. Cũng như giảm số lượng cờ lê cần thiết.

8. An toàn vận hành

Một số máy móc hoạt động rất nguy hiểm, đặc biệt là những máy móc hoạt động nhanh để đảm bảo sản xuất ở mức tối đa. Do đó, bất kỳ bộ phận chuyển động nào của máy móc nằm trong khu vực của công nhân đều được coi là rủi ro tai nạn và có thể gây thương tích.

Do đó, điều cần thiết là nhà thiết kế phải luôn cung cấp các thiết bị an toàn để bảo vệ người vận hành. Các thiết bị an toàn không được can thiệp vào hoạt động của máy dưới bất kỳ hình thức nào.

9. Lắp ráp

Mỗi máy hoặc cơ cấu phải lắp ráp thành một bộ phận trước khi hoạt động. Các đơn vị lớn hơn thường phải lắp ráp tại cửa hàng, được kiểm tra và sau đó vận chuyển đến nơi bảo hành của họ. Vị trí cuối cùng của bất kỳ máy móc nào cũng rất quan trọng và kỹ sư thiết kế phải ước tính chính xác vị trí và các cơ sở sản xuất tại địa phương.

Cơ sở vật chất xưởng:

Một kỹ sư thiết kế nên quen thuộc với những hạn chế trong xưởng của chủ nhân của mình. Vì vậy, để tránh phải làm việc trong một số xưởng khác. Đôi khi cần phải lập kế hoạch và giám sát hoạt động của phân xưởng và soạn thảo các phương pháp đúc, xử lý và gia công các bộ phận đặc biệt.

Số lượng máy được sản xuất

Số lượng sản phẩm hoặc máy được sản xuất ảnh hưởng đến thiết kế theo nhiều cách. Chi phí kỹ thuật và cửa hàng được gọi là chi phí cố định hoặc chi phí chung được phân bổ theo số lượng sản phẩm được sản xuất.

Nếu chỉ thực hiện một số mặt hàng, chi phí bổ sung là không hợp lý trừ khi máy lớn hoặc có thiết kế đặc biệt nào đó. Một đơn đặt hàng cho một số lượng nhỏ sản phẩm sẽ không cho phép bất kỳ chi phí không đáng có nòa trong các quy trình tại xưởng để các nhà thiết kế có thể giới hạn thông số kỹ thuật của họ ở các bộ phận tiêu chuẩn.

Quy trình chung trong thiết kế máy là gì?

Trong việc thiết kế các thành phần máy móc, không có quy tắc cứng và nhanh. Vấn đề có thể thử theo nhiều cách. Tuy nhiên, quy trình chung để giải quyết vấn đề thiết kế như sau:

Nhận biết sự cần thiết: Đầu tiên, hãy trình bày đầy đủ vấn đề, xác định mục đích của máy được thiết kế
Tổng hợp (một cơ chế): Chọn cơ chế hoặc nhóm cơ chế có thể sẽ cho tốc độ mong muốn.
Phân tich lực: Tìm các lực tác dụng lên từng chi tiết máy và từng chi tiết truyền qua
Lựa chọn vật liệu: Lựa chọn vật liệu phù hợp cho từng chi tiết thành viên của máy
Thiết kế các bộ phận: Tìm kích thước của từng hộ phận máy bằng cách xem xét lực và ứng suất cho phép trên bộ phận đối với vật liệu được sử dụng. Cần lưu ý rằng mỗi cấu kiện không được xô lệch hoặc biến dạng quá giới hạn cho phép.
Sửa đổi: Sửa đổi kích thước của thành viên để thống nhất với kinh nghiệm và quyết định trước đó để tạo điều kiện thi công. Việc sửa đổi cũng có thể cần thiết bằng cách xem xét sản xuất để giảm chi phí tổng thể.
Bản vẽ chi tiết: Vẽ một bản vẽ hoàn chỉnh của việc lắp ráp từng bộ phận và máy móc với toàn bộ thông số kỹ thuật cho các quy trình sản xuất được đề xuất.
Sản xuất: Link kiện được sản xuất tại xưởng theo bản vẽ gia công.

Cơ khí Tiến Dũng gia công, thiết kế máy chất lượng tại Hà Nội

Cơ khí Tiến Dũng là một công ty chuyên sản xuất và gia công các loại máy móc phục vụ trong dây chuyền sản xuất tự động hóa. Giá cả của sản phẩm và dịch vụ của Cơ khí Tiến Dũng có thể thay đổi tùy thuộc vào yếu tố như độ phức tạp của máy móc, số lượng sản phẩm cần sản xuất, vật liệu sử dụng, quy trình sản xuất, vật liệu sử dụng, quy trình sản xuất và nhiều yếu tố khác.

Tuy nhiên, Công ty chúng tôi cam kết đưa ra giá cả cạnh tranh và hợp lý trên thị trường để đáp ứng được nhu cầu của khách hàng. Để biết thêm thông tin về giá cả và các dịch vụ của Cơ khí Tiến Dũng, bạn có thể liên hệ qua địa chỉ sau

Thông tin liên hệ Cơ khí Tiến Dũng – Gia công cơ khí chính xác: