1 MỞ ĐẦU a Mục đích đề tài Sử dụng phần mềm Visual Basic for Application xây dựng chương trình tính tốn thiết kế chi tiết bạc đầu to biên động Diesel b Nội dung đề tài Đề tài gồm chương sau: Chương 1: Tìm hiểu ngôn ngữ Visual Studio Chương 2: Cơ sở lý thuyết thiết kế bạc Chương 3: Sơ đồ thuật tốn dao diện chương trình Chương 4: Kết chạy phần mềm cho động cụ thể c Phương pháp nghiên cứu đề tài Về lý thuyết sở tài liệu liên quan đến thiết kế động Diesel xây dựng phận mềm tính tốn thiết kế chi tiết bạc biên động Diesel ngơn ngữ lập trình Visual Basic for Application Phần mềm áp dụng tính tốn thiết kế chi tiết bạc biên động Diesel d Phạm vi nghiên cứu đề tài Xây dựng chương trình tính tốn thiết kế chi tiết bạc biên động diesel sử dụng vật liệu babit e Ý nghĩa khoa học thực tiễn Ứng dụng phần mềm lập trình Visual Basic for Application vào việc thiết kế hỗ trợ cho việc vẽ AutoCad Thiết kế chương trình tự động thiết kế chi tiết xylanh động Diesel kỳ công việc lớn, địi hỏi nhiều cơng sức thời gian Với điều kiện hạn chế thời gian kinh nghiệm lập trình, nội dung đề tài đề cập tới việc tính tốn kích thước nghiệm bền cho chi tiết xylanh động diesel kỳ Tuy đề tài mong muốn đưa hướng nghiên cứu lâu dài, tạo sở ban đầu cho việc nghiên cứu hồn thiện chương trình Việt Nam để tự động thiết kế chế tạo động Diesel nước, góp phần vào phát triển cơng nghiệp chế tạo máy nước nhà làm tài liệu bổ ích cho sinh viên học tập nghiên cứu khoa học CHƯƠNG : TÌM HIỂU VỀ BỘ NGƠN NGỮ LẬP TRÌNH VISUAL STUDIO CỦA MICROSOFT VÀ VBA DO CHÍNH AUTODESK PHÁT TRIỂN o Giới thiệu VISUAL STUDIO : Bộ Visual Studio bao gồm ngôn ngữ lập trình trực quan: - Microsoft Visual C++ - Microsoft Visual J++ - Microsoft Visual Basic - Microsoft Visual Foxpro - Microsoft Visual InterDev Mỗi ngơn ngữ lập trình có đặc điểm riêng, có miền ứng dụng riêng Tuy nhiên để quan tâm tối vấn đề mạng, quản trị sở liệu với mạng, xây dựng hệ thống phần mềm lớn với mạng ta phải kể tới Visual J ++ Visual InterDev dùng để thiết kế trang Web, kết hợp với Visual Basic để quản trị sở liệu thương mại điện tử Trong ngành máy tàu, ta cần phải quan tâm tới ngơn ngữ cịn lại Visual C++, Visual Basic, Visual FoxPro Visual C++ ngơn ngữ lập trình dựa tảng C ++ lập trình hướng đối tượng Khi thực lập trình C/C ++, để tạo giao dịch phức tạp, trình bày đẹp hồn tồn khơng đơn giản Nhưng Visual C ++ việc đơn giản Người lập trình cần sử dụng điều khiển hay xây dựng menu đưa vào ứng dụng mà mã lệnh cần phải viết khơng q dài dịng phức tạp C/C++ Đó mạnh Visual C ++ trợ giúp đắc lực cho người lập trình xây dựng đề án chương trình lớn kỹ thuật lập trình hệ thống VisualBasic: Phần “Visual’’ đề cập đến phương pháp sử dụng để tạo giao diện đồ họa người dùng (GUI), tức người lập trình trực tiếp tạo giao diện đồ hoạ Form, nút bấm, hộp chọn, hộp nhập liệu Phần “Basic’’ đề cập đến ngơn ngữ lập trình BASIC ngơn ngữ sở cho ngôn ngữ Visual Basic BASIC ngôn ngữ nhiều nhà lập trình sử dụng ngơn ngữ khác lịch sử máy tính Ngơn ngữ Visual Basic tạo từ ngôn ngữ BASIC gốc có chứa hàng trăm hàm, câu lệnh, từ khoá liên hệ trực tiếp đến Windows GUI Những người bắt đầu tạo ứng dụng hữu ích cách học vài từ khố, khả ngơn ngữ cho phép người chun nghiệp hồn thành điều mà tạo từ ngơn ngữ lập trình Windows khác Các công cụ Visual Basic: - Các đặc tính truy cập liệu cho phép ta tạo sở liệu, trình ứng dụng trọn gói, thành phần vip server dành cho hầu hết định dạng sở liệu vip bao gồm Microsoft SQL Server sở liệu enterpries – level khác - Các kỹ thuật hoạt động xtm cho phép ta sử dụng chức cung cấp trình ứng dụng khác, chẳng hạn máy sử lý từ Micrsoft Word, trang bảng tính Microsoft Exel, trình ứng dụng Windows khác - Các khả internet làm cho dễ dàng truy cập đến tài liệu trình ứng dụng thơng qua Internet Internet từ trình ứng dụng nó, để tạo trình ứng dụng Internet server 1.2 Đặc điểm Microsoft VISUAL STUDIO 1.2.1 Ưu điểm - Microsoft Visual Studio cơng cụ lập trình trực quan, có nghĩa người lập trình tạo chương trình có giao diện đồ hoạ Windows cách dễ dàng vài nhấp chuột Như cơng cụ lập trình Microsoft Visual Studio giúp giảm nhẹ lớn cơng việc lập trình người lập trình - Microsoft Visual Studio chứa chiến lược lập trình mẻ đại lập trình hướng đối tượng, xây dựng chương trình thành mô dun, sử dụng thư viện liên kết động Điều làm cho trở thành cơng cụ phổ biến, nhiều người lựa chọn để lập trình giới - Với Microsoft Visual Studio người lập trình làm điều mà họ muốn chương trình mình, với nhớ chương trình khơng có giới hạn (chỉ phụ thuộc vào nhớ máy tính) 1.2.2 Nhược điểm Nói đến nhược điểm Microsoft Visual Studio thực đề cập đến khía cạnh khơng chuyên nghiệp lĩnh vực cụ thể, cịn lại nhiều ưu điểm so với ngơn ngữ lập trình Microsoft Visual Studio thiết kế để lập trình ứng dụng thơng thường, phần lớn nhằm vào ứng dụng mang tính thương mại, khơng thể chun lĩnh vực Như vậy, ngành khí máy tàu, ta dùng để lập trình chương trình tính tốn thơng thường Nếu muốn tạo chương trình mang nặng tính khoa học ngơn ngữ lực chọn để lập trình tốt Fortran, cịn muốn tạo chương trình vẽ vẽ khí ngơn ngữ lựa chọn tốt AutoLisp 1.3 Ngơn ngữ lập trình Visual Basic For Application Sự quen thuộc với AutoCAD người làm công tác thiết kế hiển nhiên khả hỗ trợ tạo vẽ kỹ thuật tuyệt vời tính dễ dùng Tuy vậy, với địi hỏi ngày cao cơng việc, AutoCAD dần phát triển, từ môi trường hỗ trợ tạo vẽ, biến thành mơi trường tích hợp, mà người dùng lấy AutoCAD làm để xây dựng cho cơng cụ làm việc có khả tùy biến cao, vượt khỏi giới hạn công cụ tạo vẽ thông thường cơng cụ phát triển AutoCAD VBA thực thích hợp để xây dựng cơng cụ mang tính chất tự động Thứ nhất, tích hợp sẵn AutoCAD khai thác khả sẵn có AutoCAD Thứ hai, ngơn ngữ lập trình VB phổ biến tính dễ sử dụng nhiều tài liệu tham khảo, điều hữu ích cho người lập trình VBA Mặc dù có nhiều ngơn ngữ lập trình liên quan tới ngành máy tàu thủy với ưu điểm nêu ngơn ngữ Visual Basic for Application phạm vi chương trình lựa chọn để tiến hành xây dựng phần mềm Tuy ngơn ngữ cịn số hạn chế với u cầu không cao phạm vi nghiên cứu nằm việc thiết kế chi tiết xylanh động diesel kỳ nên việc lựa chọn ngôn ngữ Visual Basic for Application hợp lý CHƯƠNG : CƠ SỞ LÝ THUYẾT THIẾT KẾ CHI TIẾT TAY BIÊN ĐỘNG CƠ DIESEL 2.1 Điều kiện làm việc tay biên Biên phân nối piston hay đầu chữa thập vs cổ biên thông qua chốt piston Biên có tác dụng truyền lực từ piston đến trục khuỷu,biến chuyển động tịnh tiến piston thành chuyển động quay trục khủy, nên trình làm việc biên chịu tác dụng lực : - Lực khí thể ; -Lực quán tính khối lượng tham gia chuyển động tịnh tiến ; -Lực quán tính thân biên Các lực luôn thay đổi chiều trị số theo gocsquay trục khuỷu, nên tải trọng tác dụng lên biên có tính va đập 2.2 Yêu cầu tay biên - Có độ cứng vững cao độ dẻo dai, bị biến dạng để đảm bảo cho piston bặc biên làm việc tốt ; - Kết cấu phải đơn giản dễ tháo nắp sửa chữa 2.3 Các công thức sử dụng để tính kết cấu nghiệm bền cho tay biên  Kết cấu tay biên *Kết cấu biên phụ thuộc vào loại động cơ, phân thành phần : đầu nhỏ, thân biên đầu to biên a Đầu nhỏ biên - Đầu nhỏ biên làm nhiệm vụ truyền lực từ piston đến thân biên ngược lại, q trình làm việc chịu tác dụng lực khí thể lực quán tính Đường kính, chiều dài chiều dầy đầu nhỏ biên phụ thuộc vào loại động cơ, tức phụ thuộc vào cường độ lực tác dụng hình thức tác dụng Nhưng kết cấu đầu nhỏ biên phải đảm bảo truyền lực tốt, bị biến dạng giá trị áp lực từ chốt truyền đến bạc đầu nhỏ phải nằm phạm vi cho phép phải tạo màng dầu bôi trơn hai chi tiết chuyển động tương b Thân biên - Thân biên có tác dụng truyền lực từ chốt piston đến cổ biên Kết cấu biên phụ thuộc vào loại động : tính cao tốc, mức độ tăng áp, tổng lực tác dụng Chiều dài thân biên xác định thông qua số kết cấu µ = r/l, diện tích ngang thân biên xá định thông qua lực truyền từ chốt piston đến cổ biên vật liệu chế tạo thân biên Thân biên cần gọn, nhẹ, đảm bảo dộ cứng vững thuận tiện gia công, tháo lắp, sữa chữa Tiết diện ngang có dạng hình chữ I,H hình van, hình trịn c.Đầu to biên - Đầu to biên phận nối thân biên với cổ biên Kích thước to biên : đường kính, chiều dài, chiều dầy, kiểu kết cấu phụ thuộc loại động : tính cao tốc, độ cường hóa, độ lớn lực tác dụng, thời phụ thuộc kết cấu kích thước cổ biên Nói chung, diện tích mặt chuyển động tương phải đảm bảo áp lực công tác nhỏ áp lực cho phép hình thành dầu bơi trơn - Kết cấu đầu to biên phân làm hai loại : đầu to biên liền rời +Dạng kết cấu đầu to biên liền sử dụng phổ biến động cơng suất vừa nhỏ Khi nửa chế tạo liền với thân biên Nửa lắp ghép với nửa hay gu zông bu lông Để điều chỉnh khe hở dầu bạc biên sau thời gian khai thắc, bề mặt lắp ráp hai nửa đầu to biên người ta thường thêm số mỏng + Đối với động hình chữ V sử dụng kết cấu kiểu đầu to biên liền Với loại biên đồng dạng cổ biên lắp hai đầu to biên kết cấu đầu to biên giống biên động hình thùng Với kết cấu kiểu biên , biên phụ đầu to biên có bố trí thêm vấu lồi để lắp biên phụ chốt - Dang biên rời sử dụng chủ yếu cho động diesel tàu thủy có cơng suất vừa lớn Với kết cấu đầu to biên chế tạo rời so với thân biên, thuận tiện cho việc tháo lắp sửa chữa, để lắp ráp với cổ biên dùng bu lông lắp phận với Để giảm lực đẩy ngang tác dụng lên bu lơng biên nửa nửa đầu to có gia cơng thêm gờ định vị Giữa nắp đầu to thân biên người ta bố trí thép đệm, thay đổi tỉ số nén cách thay đổi chiều dày nệm Vì sau thời gian khai thác ddieeuf chỉnh tỉ số nén xi lanh Đối với dạng biên rời, hợp kim chống mòn được tráng hai nửa đầu to, nhờ tăng đường kính cổ biên, tăng độ cứng vững đầu to biên tăng khả tản nhiệt hai chi tiết chuyển động tương dối với Để tăng dường kính cổ biên người ta áp dụng giải pháp sau : - Tăng số bu lông biên từ lên chiếc, xảy khả lực xiết bu lông không ; - Cắt chéo nửa đầu to ; - Sử dụng bạc liền ; - Khoan lỗ bu lông nệm vào cốt bạc, vừa giảm kích thước đầu to biên, vừa định vị bạc biên ; -Tăng kích thước đầu to biên so với mặt lắp ghép thân biên *Nghiệm bền cho tay biên a.1 Đầu nhỏ biên - CHƯƠNG 3: XÂY DỰNG SƠ ĐỒ THUẬT TOÁN VÀ DAO DIỆN CỦA CHƯƠNG TRÌNH 3.1 Sơ đồ thuật tốn chương trình B?t d?u Nh?p thơng s? d?u vào (D,S,Pz,Ne,v,i) Ki?m tra thông s? d?u vào D>30, S>D, 640, xmN>100, xmNt>100, xmTo>80 Ð Xu?t b?n v? autocad K?t thúc 3.2 Dao diện làm việc chương trình 3.2.1 Dao diện làm việc số Hình 2: dao diện làm việc Giải thích dao diện : Dao diện làm việc dao diện người dùng bắt đầu chạy chương trình autocad Dao diện bao gồm thông tin sau: - Tên đề tài: Tính tốn thơng số … - Xây dựng phần mềm: bao gồm thông tin giảng viên hướng dẫn tập lớn, tên sinh viên, MSV, lớp, trường - Thông số người dùng: phần bao gồm thông tin người dùng nhập vào như: Họ tên người dùng, mặc định Phạm Ngọc Quý, tương tự lớp giảng viên hướng dẫn Những thông tin mà người dùng nhập vào sử dụng để in vào khung tên suất vẽ autocad - Nút bấm OK : nút bấm lưu thông tin người dùng vào vẽ autocad đồng thời chuyển sang hình làm việc Trong lần sử dụng phần mềm nút bấm OK thực xóa thơng tin người dùng trước lưu thơng tin người dùng - Nút bấm EXIT: nút bấm đưa người dùng thoát khỏi ứng dụng làm việc - Picture : hình ảnh mặt cắt xylanh phần cắt trích xylanh vị trí tai đỡ bên phải mặt cắt, mặt cắt hiển thị số thơng tin kích thước chủ yếu dùng để nghiệm bền xylanh 3.2.2 Dao diện làm việc số Hình 3: dao diện làm việc số Giải thích dao diện số 2: - Phần 1: Các thông số đầu vào Phần bao gồm thông số mà người dùng nhập vào để tiến hành tính tốn Gồm có: đường kính xylanh, hành trình piston, áp suất cháy cực đại, số xylanh động cơ, công suất động cơ, vịng quay định mức Các thơng số sử dụng để tính tốn chương trình gồm có thơng số bắt buộc người dùng phải nhập vào : đường kích xylanh, hành trình piston, áp suất cháy cực đại Các thơng số nhập vào cịn lại sử dụng để in vẽ, thể thông số động 10 - Phần 2: Kết thơng số kích thước Phần bao gồm thơng số kích thước xylanh mà sau nhập thành công thông số đầu vào phần mềm sử lý đưa Bao gồm thông số như: đường kính tai đỡ, chiều dày tai đỡ, đường kính trung bình, chiều dài xylanh, bề rộng gioăng kín khí, chiều dày thân xylanh, chiều dài phần thân lắp gioăng L1, chiều dài phần tiếp xúc với khoang nước làm mát L2, chiều dài phần lắp ghép L3 - Phần 3: Kết thông số kiểm tra ứng suất Phần bao gồm thông số ứng suất xylanh, thông số ứng suất giới hạn dùng để người dùng so sánh Sau thông số đầu vào thỏa mãn thơng số ứng suất tính tốn lên thơng số ứng suất giới hạn lên để so sánh - Phần 4: Thông báo Khi bắt đầu sang hình làm việc thứ phần thơng báo hiển thị lời chào mừng dẫn người dùng nhập o thông số đầu vào Khi người dùng nhập thông số đầu sai so với điều kiện thơng số đầu vào khơng mang tính chất thực tế thơng báo hiển thị báo lỗi đưa dẫn để người dùng nhập lại thông số cho hợp lý Khi thông số người dùng nhập vào hợp lý việc tính tốn hiển thị thơng báo kết hợp lý, xylanh có đủ bền hay khơng Nếu đủ bền dẫn người dùng xuất vẽ autocad - Phần 5: Các nút bấm + Tính kích thước: sau nhập thơng số đầu vào Click vào nút bấm chương trình tự động suất kết phần phần (kich thước ứng suất) Nếu thông số người dùng nhập vào có lỗi Click vào nút bấm thông báo tương ứng phần thông báo + Xuất vẽ: Khi người dùng thơng báo tính tốn kết thành cơng việc Click vào nút cho phép xuất mặt cắt chi tiết xylanh autocad + Thoát: nút cho phép thoát khỏi chương trình + Back : nút cho phép quay lại hình trường hợp người dùng muốn thay đổi thông tin người dùng 11 CHƯƠNG 4: KẾT QUẢ CHẠY PHẦN MỀM CHO MỘT ĐỘNG CƠ CỤ THỂ Chương trình minh họa cho động diesel có thông số sau: - Công suất động Ne = 1750 cv - Áp suất cháy cực đại Pz = 9,63 - Vòng quay động n = 750 rpm - Đường kính xylanh D = 300 mm - Hành trình piston S = 380 mm - Số xylanh i = 4.1 Khởi động chương trình Khởi động chương trình autocad, Gõ dịng lệnh VBAMAN Load file dvb thư mục chạy chương trình sau: Hình 4: Hộp thoại chương trình Trong hộp thoại ta nhập vào tên người dùng, lớp, GV hướng dẫn hình Sau Click vào nút OK để sang hình làm việc 4.2 Làm việc với chương trình 12 Tại hộp thoại Click nút OK Hình : Màn hình làm việc Nhập thông số đầu vào động vào phần “Nhập thơng số đầu vào” Click nút “Tính kich thuoc” Hình 6: Kết tính tốn hợp lý 13 Để xuất vẽ mặt cắt xylanh với thông số ta Click vào nút “Xuat ban ve” Sau Click vào “Thoat” để khỏi chương trình Kết mặt cắt thu sau: CAC THONG SO CO BAN Cong suat dong co Ne ( cv) = 1750 Vong quay dinh mu c (v/ph) = 750 So xylanh cua dong co i = Duong kinh xylanh D(mm) = 300 Hanh trinh Piston S(mm) = 380 Chieu dai than xylanh L(mm) = 760 Ho va Ten Pham Ngoc Quy GV Ktra Nguyen Trung Kien MAT CAT XYLANH DONG CO DIESEL Truong dai hoc hang hai Viet Nam Khoa Co Khi Dong Tau Lop : MTT49DH - NO1 14 TÀI LIỆU THAM KHẢO TS Lê Viết Lượng (2000) Lý thuyết động diesel, NXB Giáo dục, Hà Nội PGS TS Lê Viết Lượng (2003) Kết cấu động diesel Đại học Hàng hải Nhà xuất trẻ Tự học lập trình visual Basic 6.0 Bộ mơn TĐHTK Giáo trình Visual Basic for Application Dương Xuân Quang Đề tài nghiên cứu khoa học xây dựng chương trình tính tốn thiết kế động Diesel 15