Đồ án khoa cơ điện, điện tử, đại học lạc hồng (5)

TRƯỜNG ĐẠI HỌC LẠC HỒNG KHOA CƠ ĐIỆN ĐIỆN TỬ ĐỀ TÀI TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: “ Nghiên cứu, chế tạo Máy cắt thép la cho phòng nguội hàn” SVTT: 118000878 Huỳnh Văn Trường 118001090 Nguyễn Văn Toàn Đồng Nai,2022 TRƯỜNG ĐẠI HỌC LẠC HỒNG KHOA CƠ ĐIỆN ĐIỆN TỬ ĐỀ TÀI TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: “ Nghiên cứu, chế tạo Máy cắt thép la cho phòng nguội hàn” Chuyên ngành: Cơ điện - Điện tử NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC Nguyễn Thiện Tài Đồng Nai,2022 LỜI CẢM ƠN Chúng em xin hết lịng cảm ơn q Thầy/cơ người Giáo viên hướng dẫn tận tình chúng em Ths Nguyễn Thiện Tài Trong suốt trình thực đề tài, thầy người cho chúng em kiến thức quý báu, lời khuyên hữu ích động viên, khích lệ tinh thần chúng em gặp vấn đề thực đề tài để chúng em hồn thiện hơm Và cuối cùng, nhóm xin gửi lời cảm ơn đến bạn bè nhóm, người ln bên cạnh, ủng hộ chia sẻ Cùng sinh viên nên bạn hiểu khó khăn, vất vả mà chúng tơi gặp phải Chúng em xin gửi lời cảm ơn đến thầy cô phản biện thầy cô hội đồng bảo vệ luận văn dành thời gian để nhận xét giúp đỡ chúng em trình bảo vệ luận văn Sau cuối cùng, xin gửi lời cảm ơn đến bạn bè chúng tôi, người bên cạnh, ủng hộ chia sẻ Cùng sinh viên nên bạn hiểu khó khăn, vất vả mà chúng tơi gặp phải Một lần nữa, nhóm chúng em xin chân thành cảm ơn Đồng Nai, Tháng năm 2022 Sinh viên thực hiện: HUỲNH VĂN TRƯỜNG NGUYỄN VĂN TỒN LỜI CAM ĐOAN Tơi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu tôi, số liệu, kết nêu đồ án tốt nghiệp trung thực xác Tơi xin cam đoan giúp đỡ cho việc thực đồ án tốt nghiệp xin phép, tất thơng tin trích dẫn luận văn ghi rõ nguồn gốc ĐỒNG NAI, Tháng năm 2022 Sinh viên thực hiện: HUỲNH VĂN TRƯỜNG NGUYỄN VĂN TOÀN Mục Lục CHƯƠNG 1: MỞ ĐẦU .1 1.1 Đặt vấn đề .1 1.2 Mục tiêu nghiên cứu .1 1.2.1 Mục tiêu .1 1.2.2 Mục tiêu cụ thể 1.2.3 Ý nghĩa thực tiễn đề tài 1.2 Tổng quan .2 1.2.1 Tổng quan sản phẩm 1.2.1.1 Giới thiệu phòng I311 Hàn nguội .2 1.2.2 Tình hình sản xuất 1.2.2.1 Tình hình sản xuất nước giới .3 1.2.2.2 Tình hình phịng I311 Hàn nguội .6 CHƯƠNG 2: NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU .7 2.1 Nội dung nghiên cứu 2.2 Phương pháp nghiên cứu 2.2.1 Nghiên cứu tổng quan 2.2.2 Nghiên cứu lý thuyết 2.3 Cylinder thủy lực 2.3.1 Xilanh thủy lực 2.3.2 Cấu tạo xilanh thủy lực 2.3.4 Nguyên lý hoạt động xilanh thủy lực .9 2.3.5 Phân loại xilanh thủy lực .10 2.3.6 Phân tích chọn phương án chuyển động dao 12 2.3.7 Chuyển động tịnh tiến cấu tay quay trượt 12 2.3.8 Cơ cấu hình 13 2.3.9 Chuyển động tịnh tiến nhờ hệ thống thuỷ lực 13 2.3.10 Kết luận .14 2.4 Bộ thủy lực 14 2.5 Cấu tạo thủy lực .15 2.5.1 Động điện(động thủy lực) 15 2.5.2 Bơm thủy lực 15 2.5.3 Van thủy lực 16 2.5.4 Thùng dầu .16 2.5.5 Bộ lọc 16 2.5.6 Hệ thống làm mát 16 2.5.7 Các thiết bị, phụ kiện kèm 16 2.5.8 Nguyên lý hoạt động nguồn thủy lực .17 CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO 18 3.1 Xác định nguyên lý cấu tạo nguyên lý làm việc .18 3.1.1 Yêu cầu kỹ thuật sau cải tiến: 18 3.1.2 Nguyên lý hoạt động máy 18 3.3 Tính tốn thiết kế khí 19 3.3.1 Tính tốn trọng lực, cơng suất, số vịng quay, lưu lượng 19 a)Trọng lực cắt chưa có góc vát 19 b)Trọng lực cắt có góc vát 20 c) Công thức tính vịng quay: .20 d) Cơng thức tính lưu lượng bơm là: Q=qv.n/1000 .21 e) Tính cơng suất nguồn cầu nâng thủy lực: 21 3.3.2 Tính tốn xilanh lực truyền 21 3.3.2.1.Diện tích A lực 21 3.3.2.2 Quan hệ lưu lượng Q , vận tốc v diện tích A .22 3.3.2 Thiết kế khí .23 3.3.2.1 Cụm cấu đỡ thép la 23 3.3.3.2 Dao cắt 24 3.3.3.3 Cụm cấu tăng áp thủy lực 26 3.4 Thiết kế phần điều khiển .27 3.4.1 Lựa chọn phương án 27 3.4.2 Cơng tắc hành trình 27 3.4.3 Relay trung gian 28 3.4.4 Van 5/3 29 3.4.5 Sơ đồ thiết kế phần cứng 30 CHƯƠNG 4: ĐÁNH GIÁ GIẢI PHÁP .32 4.1.Tính tính sáng tạo 32 4.2 Khả áp dụng .32 4.3 Hiệu kinh tế 32 4.4 Hiệu kỹ thuật 33 4.5 Ưu nhược điểm cấu 34 4.5.1 Cơ cấu gối đỡ .34 4.5.2 Cơ cấu xilanh 34 4.5.3 Cơ cấu dao chấn 34 4.5.4 Hệ thống thủy lực 34 CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN 36 DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO 37 Danh Mục Hình Y Hình 1.1: Học cắt, dũa phơi thép .2 Hình 1.2: Học hàn que .2 Hình 1.3: Thanh la phơi la sau cắt Hình 1.4: Máy cắt .3 Hình 1.5: Máy cắt thủy lực loại nhỏ Hình 1.6: Máy cắt thủy lực Hình 1.7: Máy đột dập liên hợp .5 Hình 1.8: Các bạn sinh viên cắt phơi Hình 2.1: Cấu tạo xilanh Hình 2.2: Hệ thống thủy lực đơn gian Hình 2.3: Xilanh chiều 10 Hình 2.4: Xilanh hai chiều .11 Hình 2.5: Sơ đồ nguyên lý cấu tay quay trượt 12 Hình 2.6: Sơ đồ nguyên lý cấu hình sin .13 Hình 2.7: Sơ đồ nguyên lý hệ thống thủy lực 13 Hình 3.1: Máy cắt thép la 18 Hình 3.2: Cơng thức tính chu vi .19 Hình 3.4: Hình xilanh (1) .21 Hình 3.5: Hình xilanh (2) .23 Hình 3.6: Cơ cấu đỡ la 24 Hình 3.7: Thép la 24 Hình 3.8: Thép D2 25 Hình 3.9: Dao cắt 26 Hình 3.10: Bộ thủy lực 26 Hình 3.11: Sơ đồ kết nối cơng tắc hành trình 27 Hình 3.12: Sơ đồ kết nối relay trung gian 28 Hình 3.13: Van 5/3 29 Hình 3.14: Sơ đồ khối biểu diễn mối quan hệ thiết bị hệ thống 30 Hình 3.15: Sơ đồ kết nối thủy lực điều khiển xilanh .30 Hình 3.16: Sơ đồ kết nối mạch động lực 31 Hình 3.18: Sơ đồ mạch điều khiển 31 Hình 4.1: Phơi sau cắt .32 Hình 4.2: Máy chấn ứng dụng vào trình học tập 33 Hình 4.3: Cắt bẳng máy dùng lưỡi cắt Hình 4.4: Cắt máy chấn .33 CHƯƠNG 1: MỞ ĐẦU 1.1 Đặt vấn đề - Trong xã hội ngày nay, mà nghiệp đại hóa mục tiêu hàng đầu quốc gia, vượt trội công nghệ điều nước theo đuổi nhằm đạt ưu việt q trình sản xuất, khơng có ý nghĩa mặt lợi nhuận mà cịn có ý nghĩa khẳng định thành công thương trường áp dụng công nghệ tốt Tại Việt Nam mà việc áp dụng khoa học cơng nghệ cịn chưa cao chưa thực quy mơ lớn việc đại hóa quy trình sản xuất thiết hết Sản phẩm làm cịn tùy thuộc vào lao động tình trạng sức khỏe, kinh nghiệm, tay nghề Hình 3.6: Cơ cấu đỡ la 3.3.3.2 Dao cắt - Với đặc tính độ bền cao, chịu lực tốt, có khả uốn cong linh hoạt Ngồi thép la cịn ứng dụng nhiều lĩnh vực khác như: Đóng tàu, khí, chế tạo máy, nội thất - Thép la có đặc điểm khả chịu lực tuyệt vời với độ bền kéo đứt lên tới 310 N/mm2, giới hạn chảy lên tới 210 N/mm2 độ dãn tương đối đạt mức 32%, với khả uốn linh hoạt - Thép la mạ phủ kẽm bên ngồi giúp khả chống mài mịn, khơng lo bị oxy hóa, rỉ sét, trước tác nhân bên ngồi Với ưu điểm giúp cho thép có tuổi thọ cao bền bỉ Hình 3.7: Thép la  Với đặc điểm thép la sữ lựa chọn thép làm dao với độ cứng cao 24  Vì sau tham khảo nhóm em đựa lựa chọn thép D2 với ưu điểm tuyệt vời sử dụng phổ biến để làm khuôn dập nguội, dao cắt, chi tiết chịu va đập, Bởi đặc điểm sau:  Giúp nâng cao hiệu kéo dài tuổi thọ  Bề mặt gia công cắt gọt mịn đẹp hơn, chịu mài mịn cao  Độ thấm tơi tốt ứng suất thấp  Độ cứng thép D2 không bị biến dạng  Khả nhiệt luyện giúp độ cứng thép D2 đạt từ 58HCR-60HCR Đây độ cứng tuyệt với để làm dao Hình 3.8: Thép D2  Chọn góc dao cắt  Góc vát lưỡi dao phận quan trọng với tất loại dao Đối với loại dao cơng dụng góc dao đem lại tác dụng khác  Với tác động va đạp liên tục việc tính tốn góc dao lựa chọn vô quan trọng dao làm việc hiệu  Tiêu chuẩn để lựa chọn chọn góc dao :  Đây loại góc vát lưỡi dao phổ biến  Góc tiêu chuẩn cho góc vát lưỡi dao 2º 5º(theo tiêu chuẩn công ty conic Nhật Bản) 25 Hình 3.9: Dao cắt 3.3.3.3 Cụm cấu tăng áp thủy lực Hình 3.10: Bộ thủy lực  Bộ thủy lực gồm:  Bình chứa dầu  Đồng hồ đo áp  Van điều khiển 26  Động điện 3.4 Thiết kế phần điều khiển 3.4.1 Lựa chọn phương án - Với hệ thống đơn giản yêu cầu xi lanh thủy lực thực co duỗi, nhóm lựa chọn phương pháp điều khiển Relay cơng tắc hành trình - Để đảm bảo độ tin cậy hệ thống hoạt động ổn định môi trường học tập hệ thống điều khiển sử dụng relay Omron 3.4.2 Cơng tắc hành trình Hình 3.11: Sơ đồ kết nối cơng tắc hành trình  Ngun lý hoạt động cơng tắc hành trình là: Ở điều kiện bình thường, tiếp điểm chân COM chân NC đấu với Khi có lực tác động lên cần tác động, tiếp điểm chân COM chân NC chuyển sang trạng thái hở chuyển qua chân COM chân NO   Ưu điểm cơng tắc hành trình - Có thể sử dụng hầu hết ứng dụng công nghiệp - Đáp ứng tốt điều kiện đòi hỏi độ xác cao có tính lặp lại - Tiêu thụ lượng điện - Có thể điều khiển nhiều tải lúc Nhược điểm công tắc hành trình - Hạn chế thiết bị có tốc độ chuyển động thấp - Phải tiếp xúc trực tiếp với loại thiết bị - Do phải tiếp xúc với nhiều loại thiết bị nên làm phận khí bị mịn 3.4.3 Relay trung gian 27 Hình 3.12: Sơ đồ kết nối relay trung gian  Thông số kỹ thuật Relay trung gian ECNKO HH64P: - Dịng đóng cắt tiếp điểm: 10A/220VAC – 10A/28VDC - Bộ sản phẩm gồm: relay 14 chân dẹp + đế 14 chân - Số chân: 14 chân - Số cặp tiếp điểm: cặp NC (thường đóng), CẶP NO (thường mở) - Tiếp điểm: Silver alloy - Số lần đóng cắt: 100.000 lần - Có đèn báo đóng ngắt Relay  Chức - Trong sơ đồ điều khiển, relay trung gian thông thường lắp đặt vị trí trung gian Nó nằm thiết bị điều khiển công suất nhỏ thiết bị có cơng suất lớn làm cầu nối module điều khiển thiết bị đóng cắt động lực - Relay kiếng, Relay trung gian thường sử dụng chịu tải trung gian cho cảm biến, làm mạch tự giữ, on off, với thiết kế có nhiều tiếp điểm nhờ mà ta cần sử dụng tín hiệu điều khiển nhiểu thiết bị lúc - Relay kiếng, Relay trung gian thiết bị bảo vệ cho thiết bị báo mức on off, thay sủ dụng ngõ cảm biến để kích van hay đèn… 28 thơng qua relay trung gian giúp cảm biến cách ly hồn tồn, có cố q tải hư tiếp điểm relay trung gian 3.4.4 Van 5/3 - Việc sử dụng Van 5/3 thủy lực nhằm đáp ứng đòi hỏi hệ thống hoạt động dừng khẩn cấp cấu cắt trình hoạt động bị điện sau khởi động lại không ảnh hưởng đến chu trình hoạt động đảm bảo an tồn cho người sử dụng - Quy trình điều khiển kiểm sốt tín hiệu cơng tắc hành trình Các cơng tác hành trình xác nhận vị trí lưỡi cắt xi lanh co, duỗi máy điều khiển - Các tác động xi lanh thực thủy lực Việc sử dụng thủy lực nhằm đảm bảo lực tác động mạnh Áp lực dầu thủy lực đủ để xi lanh vận hành dứt khoát Van 5/3 sử dụng loại 220VAC Hình 3.13: Van 5/3  Chức nguyên lý van thủy lực - Chức năng: loại van thủy lực thực chức điều khiển chất lỏng dầu bên hệ thống thủy lực hướng tới mục đích định - Nguyên lý van thủy lực: dựa việc cho dòng chảy qua không qua Mỗi loại van thủy lực cho qua cách khác nhau, dầu thủy lực đưa từ bồn chứa đến phận cần để tạo lực nén sinh công cho hoạt động máy - Van thủy lực đảm bảo chức chính: 29 + Đóng mở cho dầu qua không + Điều tiết lưu lượng dầu theo ý muốn, theo lượng tỷ lệ đặt trước + Phân chia, điều hướng dòng chảy dầu 3.4.5 Sơ đồ thiết kế phần cứng - Sơ đồ kết nối phần cứng hệ thống: Hình 3.14: Sơ đồ khối biểu diễn mối quan hệ thiết bị hệ thống - Sơ đồ kết nối thủy lực điều khiển xi-lanh: Hình 3.15: Sơ đồ kết nối thủy lực điều khiển xilanh - Sơ đồ kết nối mạch động lực 30 Hình 3.16: Sơ đồ kết nối mạch động lực - Sơ đồ điều khiển: Hình 3.18: Sơ đồ mạch điều khiển 31 CHƯƠNG 4: ĐÁNH GIÁ GIẢI PHÁP 4.1.Tính tính sáng tạo - Máy cắt nghiên cứu, thiết kế chế tạo dựa theo mục đích sử dụng phịng I311 Hàn nguội - Tính ổn định cao, làm việc khơng biết mệt mỏi, tăng tính an tồn học tập 4.2 Khả áp dụng - Sau chế tạo đưa vào sử dụng, máy hoạt động ổn định suốt trình làm việc, giảm ồn, loại bỏ khả cháy, giảm nguy vỡ lưỡi cắt - Phôi sau cắt khơng bavia Hình 4.1: Phơi sau cắt 4.3 Hiệu kinh tế - Tạo phôi chất lượng, khơng có bavia, khơng có phần kim loại bị loại bỏ trình cắt - Thép la sau chấn độ xác cao cắt máy - Thời gian hoàn thành 3-5s/1 sản phẩm - Hệ thống thực chấn thép la có chiều dài kích thước khác - Hệ thống bán tự động - Giúp bạn sinh viên có mơi trường học tập an tồn hiệu 32 Hình 4.2: Máy chấn ứng dụng vào trình học tập 4.4 Hiệu kỹ thuật - Máy sau hoàn thành tiến hành thử nghiệm đánh giá nhiều loại kích thước chiều dài thép la khác - Đánh giá chất lượng sản phẩm vào tiêu chí như: cắt khơng bắn phơi, khơng có bavia, phơi cắt đồng 33 Hình 4.3: Cắt bẳng máy dùng lưỡi cắt Hình 4.4: Cắt máy chấn - Dựa vào Hình 4.4, cho thấy phơi chấn máy chấn khơng có bavia dư Hơn sản phẩm sau chấn không phụ thuộc vào kỹ năng, tâm trạng, sức khoẻ thể chất người thao tác 4.5 Ưu nhược điểm cấu 4.5.1 Cơ cấu gối đỡ  Ưu điểm : - Cơ cấu đơn giản, dễ chế tạo lựa chọn mua - Dễ thay đổi bị hư hỏng 34  Nhược điểm: - Cấp phơi vào khó khăn - Cần giữ lực đẩy người điều khiển 4.5.2 Cơ cấu xilanh  Ưu điểm: - Tạo lực chấn lớn dễ dàng tăng áp suất tang lực chấn vật liệu dầy - Dễ điều khiển - Dễ bảo trì - Sử dụng bền, hoạt động liện tục thời gian dài  Nhược điểm: - Chi phí cao so với lưỡi cắt thông thường 4.5.3 Cơ cấu dao chấn  Ưu điểm - Cơ cấu đơn giản dễ thiết kế hoạt lựa chọn - Dễ thay đổi bị hư hỏng - Khả chống mòn cao  Nhược điểm - Vật liệu giịn dễ gãy gắn góc dao chưa 4.5.4 Hệ thống thủy lực  Ưu điểm - Làm việc chế độ cao liên tục - Khả truyền động áp lực lớn, công suất cao - Cơ cấu hệ thống đơn giản  Nhược điểm - Thiết bị khó chế tạo xác - Giá thành cao 35 CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN - Đề tài “ Nghiên cứu chế tạo máy chấn thép la” đề tài cần thiết cho sinh viên chuyên ngành điện nói chung sinh viên Khoa Cơ Điện-Điện Tử Đại Học Lạc Hồng nói riêng, đề tài giúp sinh viên tiếp cận với khí nén thủy lực Giúp người học nắm vững phận phần tính tốn khí nén thủy lực 36 - Vì lý thời Gian có hạn khả hạn chế đề tài chúng em đề cập đến phần cấu tạo nguyên lý hoạt động phận khí nén thủy lực - Đề tài nhằm mục đích đem lại kiến thức phận, cách tính tốn để lựa chọn cấu khí nén thủy lực Mặc dù có nhiều cố gắng hướng dẫn tận tình thầy hướng dẫn Th.s Nguyễn Thiện Tài nhiên cịn nhiều sai sót q trình thực đề tài Kính mong q thầy bạn sinh viên đóng góp để đề tài ngày hoàn thiện DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO Tài liệu tham khảo tiếng Việt: [1] Lưu Đức Bình (2002), Giáo trình cơng nghệ chế tạo máy, khoa Cơ Khí, Trường ĐH Bách Khoa Đà Nẵng [2] Nhà xuất Thời Đại Solidworks Essentials 2010 [3] Trần Hữu Quế (chủ biên) (2007), Vẽ kỹ thuật khí (tập 1), Nxb Giáo dục [4] Trần Hữu Quế (chủ biên) (2007), Vẽ kỹ thuật khí (tập 2), Nxb Giáo dục Tài liệu tham khảo tiếng Anh 37 [5] Omron (2009), Programmable relay zen v2 units, [6] MISUMI (2008), STANDARD COMPONENTS FOR PRESS DIES 2007.9 – 2008.8 [7] MITSUBISHI (2009), PROGRAMMABLE TUTORIAL Tham khảo trang Web [8] http://www.khinenthuyluc.com [9] http://www.omron.com.vn [10] http://www.trangthietbidien.vn [11] http://www.ufo.com.vn [12] http://www.smcvietnam.com.vn [13]https://www.conic.co.jp/vn/tech/punch_press_tools/pdf_vn/vol_13.pdf?202108 [14]https://www.conic.co.jp/vn/tech/punch_press_tools/pdf_vn/vol_33.pdf?202108 [15]https://www.conic.co.jp/vn/tech/punch_press_tools/pdf_vn/vol_24.pdf?202108 16]https://www.conic.co.jp/vn/punching/pdf/punching_tool_pdf.pdf [17] https://thuvienpdf.com/xem-sach/giao-trinh-thuy-luc-va-khi-nen? fbclid=IwAR0KCMoUPYHLOZKPzt0pDgpMo5zGi7VSmAHfyoTqNYllSNjQxFj xv9paoBY 38 ...TRƯỜNG ĐẠI HỌC LẠC HỒNG KHOA CƠ ĐIỆN ĐIỆN TỬ ĐỀ TÀI TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: “ Nghiên cứu, chế tạo Máy cắt thép la cho phòng nguội hàn” Chuyên ngành: Cơ điện - Điện tử NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC Nguyễn... sở Đại Học Lạc Hồng 1.2 Tổng quan 1.2.1 Tổng quan sản phẩm 1.2.1.1 Giới thiệu phòng I311 Hàn nguội Phòng I311 phòng học cắt gọt gia công kim loại sở trường Đại Học Lạc Hồng Tại bạn sinh viên học. .. cho sinh viên chuyên ngành điện nói chung sinh viên Khoa Cơ Điện- Điện Tử Đại Học Lạc Hồng nói riêng, đề tài giúp sinh viên tiếp cận với khí nén thủy lực Giúp người học nắm vững phận phần tính