Hcmute nghiên cứu chế tạo máy bo góc giấy sử dụng khí nén

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH CƠNG TRÌNH NGHIÊN CỨU KHOA HỌC CẤP TRƯỜNG NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO MÁY BO GĨC GIẤY SỬ DỤNG KHÍ NÉN S K C 0 9 MÃ SỐ: T2013 – 189 S KC0 Tp Hồ Chí Minh, 2013 Luan van NHỮNG THÀNH VIÊN THAM GIA NGHIÊN CỨU ĐỀ TÀI Đơn vị công tác TT Họ tên lĩnh vực chuyên môn Nguyễn Minh Nhật-Kỹ sư công nghệ in Khoa In & Truyền Thông Nội dung nghiên cứu cụ thể giao -Lập phương án Lựa chọn thiết kế - Gia công chi tiết lắp ráp thiết bị -Vận hành thử nghiệm Luan3 van MỤC LỤC Danh mục biểu Trang 5-7 Thông tin kết nghiên cứu Trang 8-9 PHẦN MỞ ĐẦU Trang 10,11 PHẦN NỘI DUNG Trang 12- 49 CHƯƠNG I: CƠ SỞ LÝ LUẬN Trang13-20 Khái niệm chung giấy 14 Một số tính chất độ bền giấy 15 Nguyên lý cắt vật liệu 17 CHƯƠNG II: LỰA CHỌN GIẢI PHÁP THIẾT KẾ, CHẾ TẠO Trang 21- 44 Phân tích mẫu thiết kế nguyên lý hoạt động thiết bị có 22 Lựa chọn giải pháp thiết kế 26 3.Tính tốn lực cắt 29 Thông số kỹ thuật tổng quan cấu tạo thiết bị 35 CHƯƠNG III: THỰC NGHIỆM Trang 46- 49 Thử nghiệm với nhiều loại giấy khác theo thông số thiết kế 46 Thử nghiệm ngồi thơng số dự kiến 48 PHẦN KẾT LUẬN Trang 50- 51 Kết luận 51 Kiến nghị đề xuất 51 Tài liệu tham khảo Trang 52 Phụ lục Luan4 van DANH MỤC BẢN BIỂU Bảng tra cứu ứng suất biến dạng trượt vật liệu kim loại phi kim- Trích từ sách: Handbook of Machinning and Metalworking Calculations- Ron A-Walsh NXB Mc GRAW HILL Luan5 van Bảng tra cứu ứng suất biến dạng trượt vật liệu kim loại phi kim (tiếp theo) - Trích từ sách: Handbook of Machinning and Metalworking Calculations - Ron A.Walsh NXB Mc GRAW HILL Luan6 van Bảng tra cứu ứng suất biến dạng trượt vật liệu kim loại phi kim (tiếp theo) – Trích từ sách: Handbook of Machinning and Metalworking Calculations - Ron A.Walsh NXB Mc GRAW HILL Luan7 van TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH Độc lập - Tự - Hạnh phúc Khoa In & Truyền Thông Tp HCM, Ngày 21 tháng 12 năm 2013 THÔNG TIN KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU Thông tin chung: - Tên đề tài: NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO MÁY BO GÓC GIẤY SỬ DỤNG KHÍ NÉN - Mã số: T2013-189 - Chủ nhiệm: NGUYỄN MINH NHẬT - Cơ quan chủ trì: Khoa In &Truyền Thông- Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật, Tp HCM - Thời gian thực hiện: 3/2013-10/2013 Mục tiêu: Chế tạo thiết bị hỗ trợ công đoạn sản xuất sau in, ứng dụng văn phòng với chi phí rẻ chất lượng tốt hiệu sản xuất cao thiết bị loại Trung Quốc có thị trường Tính sáng tạo: Ứng dụng ray bi dẫn hướng dao cắt nhằm tăng độ xác cắt mà thiết bị thị trường chưa có Kết nghiên cứu: Đạt mục tiêu đề ra, thiết bị vận hành tốt Sản phẩm: Bản vẽ thiết kế, mẫu thiết bị hồn chỉnh đưa vào vận hành sản xuất hướng dẫn sử dụng, Hiệu quả, phương thức chuyển giao kết nghiên cứu khả áp dụng: - Cẳt hầu hết loại giấy ngành in với độ xác cao - Đĩa CD ghi kết nghiên cứu, vẽ thiết kế - Thiết bị sẵn sàng đưa vào hoạt động xưởng thành phẩm ngành in Trưởng Đơn vị Chủ nhiệm đề tài Th.S Cao Xuân Vũ Ks.Nguyễn Minh Nhật Luan8 van INFORMATION ON RESEARCH RESULTS General information: Project title: RESEARCH AND MAKING COMPRESSED AIR OPERATED ROUND CORNER CUTTING MACHINE Code number: T2013-189 Coordinator: NGUYỄN MINH NHẬT Implementing institution: Graphic Art & Media – HCM Univerity of Technical Education Duration: from 3/2013 to 10/2013 Objective(s): Making a new type of Round corner cutting machine for postpress finishing procedures and office applications that can meet an accuracy, reliability requirements in production with an acceptable manufacture price Creativeness and innovativeness: Applying technologies from Linear guideway to increase accuracy, rigidity in corner cutting procedure than ever before Research results: The machine can work properly and meet the objective Products: - Schematics and experimental model with manual user guide Effects, transfer alternatives of reserach results and applicability: - Suitable for papers and paperboards with high acuracy - Schematics, resarch results written on CD - Ready to use in Print finishing workshops Luan9 van PHẦN MỞ ĐẦU I TỔNG QUAN TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU THUỘC LĨNH VỰC CỦA ĐỀ TÀI TRONG VÀ NGỒI NƯỚC Ngồi nước: Thiết bị bo góc giấy (Round corner cutting machine/Round corner cutter ) sử dụng rộng rãi ứng dụng văn phịng bìa hồ sơ, tập giấy in văn phịng, name card nhằm tăng tính thẩm mỹ, sản phẩm in cơng nghiệp giúp tăng tính an toàn sử dụng cho ấn phẩm phụ vụ giáo dục: sách giáo khoa, tập viết, truyện tranh, sách dành cho lứa tuổi thiếu nhi… Trong nước Trên thị trường nước nay, thiết bị sử dụng rộng rãi dịch vụ in ấn văn phòng doanh nghiệp in nhỏ đa số thiết bị dạng sử dụng thủ công vận hành tay suất không cao phù hợp với sản phẩm khổ nhỏ ( < A4), số lượng Cịn doanh nghiệp in ấn lớn việc sử dụng thiết bị thủ công lại không hiệu thiết bị phù hợp cho sản xuất cơng nghiệp lại có giá thành cao Một vài sở gia cơng khí nhỏ lẻ chế tạo thử thiết bị hoạt động không hiệu quả: chất lượng sản phẩm máy tạo không đồng đều, thiết bị hoạt động không ổn định nên không thị trường chấp nhận nên thiết bị sản xuất nước khơng có mặt thị trường II TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI Khi thiết bị chế tạo vận hành thành công, ứng dụng trực tiếp vào cơng tác giảng dạy khoa hỗ trợ sinh viên việc thiết kế sáng tạo ấn phẩm in Bên cạnh đó, mẫu thiết kế để doanh nghiệp in sở gia công khí tham khảo lựa chọn phương án chế tạo nhằm đưa vào sản xuất đại trà phục vụ cho ngành công nghiệp in nước III MỤC TIÊU ĐỀ TÀI - Chế tạo thiết bị đưa vào vận hành đạt hiệu cao với chi phí thấp IV ĐỐI TƯỢNG, PHẠM VI NGHIÊN CỨU 1.Đối tượng nghiên cứu - Thiết bị cắt góc cơng nghiệp in - Kỹ thuật gia công thành phẩm - Giấy Phạm vi nghiên cứu Luan10van - Giới hạn ứng dụng cho sản phẩm ngành công nghiệp in: name card, sách giáo khoa, tập viết… V CÁCH TIẾP CẬN, PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU Cách tiếp cận -Tham khảo giải pháp thiết kế hãng giới Phương pháp nghiên cứu -Phân tích so sánh giải pháp thiết kế, tìm kiếm giải pháp phù hợp điều kiện sản xuất nước, gia công lắp ráp vận hành thực nghiệm kiểm tra thông số với vật liệu giấy -Thực nghiệm Luan11van - Dùng khóa lục giác 5mm/6mm (tùy vào loại ốc) vặn ngược chiều kim đồng hồ để nới lỏng lấy ốc giữ lưỡi dao (hình II.26.c) Sau lấy lưỡi dao ngồi - Dùng khóa lục giác 5mm/6mm (tùy vào loại ốc) vặn ngược chiều kim đồng hồ để nới lỏng lấy ốc giữ lưỡi dao (hình II.26.c) Sau lấy lưỡi dao ngồi a Ốc giữ dao b Hình II.27: sau tháo hai lưỡi dao khỏi máy Hình II.26: Thay lưỡi dao e Lắp dao - Khóa valve cấp (13) trước thao tác, phải đảm bảo dao cắt vị trí cao - Lắp theo thứ tự: dao trước, dao sau - Đặt dao vào vị trí, gá ốc giữ dùng khóa lục giác 5mm/6mm vặn theo chiều kim đồng hồ để giữ chặt dao Chú ý: chắn dao cắt phải lấy khỏi vị trí !! - Mở khóa valve cấp - Nhấn bàn đạp cho dao di chuyển xuống vị trí thấp Khóa valve cấp lại, lúc dao giữ cố định - Đặt dao cắt vào vị trí, sau vặn ốc lục giác giữ dao lại khơng vặn chặt (hình II.28.a) Luan42van - Dùng khóa lục giác 2mm đặt vào lỗ khoan thân ốc chỉnh, vặn ốc theo chiều từ trái sang phải để đẩy dao cắt di chuyển tiếp xúc với dao cắt Sau vặn chặt ốc lục giác để giữ dao cắt cố định (hình II.28b) a b Hình II.28: lắp điều chỉnh dao cắt - Lắp lại bệ giữ bàn ép - Mở valve cấp hơi, dao tự động di chuyển lên vị trí cao Q trình thay dao hoàn tất f Điều chỉnh lực bàn ép - Lực bàn ép điều chỉnh thông qua việc điều chỉnh độ cao chân bàn ép so với mặt bàn làm việc -Dùng khóa lục giác 5mm vặn ngược chiều kim đồng hồ để nới lỏng ốc giữ vị trí chân bàn ép - Dùng tay kéo chân bàn ép xuống thấp để tăng lực ép, đẩy chân bàn ép lên cao để giảm lực ép Khoản điều chỉnh cho phép 4cm Hình II.29: tăng lực bàn ép - Dùng khóa lục giác 5mm vặn theo chiều kim đồng hồ để khóa vị trí chân bàn ép Luan43van g Bảo dưỡng thiết bị - Thực bôi trơn định kỳ 1tuần/ lần vào ổ bi trượt: ổ bi trượt - Mỡ bôi trơn: AFE-CA - THK Grease LGEP 2-SKF Núm bơm mỡ Hình II.30: vị trí bơi trơn máy - Thực xả nước cốc chứa vào đầu ca làm việc Nút xả nước Hình II.31: Vị trí xả nước lọc tách - Kiểm tra rò rỉ vị trí nối, đường ống hơi, bàn đạp chân, lọc tách tháng lần Luan44van CHƯƠNG III: THỰC NGHIỆM Thử nghiệm với nhiều loại giấy khác theo thơng số thiết kế Thử nghiệm ngồi thơng số dự kiến Luan45van Thử nghiệm với nhiều loại giấy khác theo thông số thiết kế - Thông số thử nghiệm: Dao cắt góc bán kính R= 8mm Số lần thử: lần/ loại - Áp suất làm việc : 6kg/cm2 - Bảng thông số kết thử nghiệm với kích thước khổ giấy thử nghiệm: 13 x 15 cm Loại giấy Định lượng (g/m2) Kết cắt Độ cao chồng giấy: 8cm Fort Couché Bristol Duplex 40-100 100-150 200-230 150-450 2 (g/m ) (g/m ) (g/m ) (g/m2) Đạt Đạt Đạt Đạt Ivory 200-300 (g/m2) Đạt Nhận xét: biên dạng cắt từ tờ giấy tới tờ cuối đồng máy hoạt động nhẹ nhàng - Bảng thông số kết thử nghiệm với kích thước khổ giấy thử nghiệm: 5x cm (khổ name card) Loại giấy Định lượng (g/m2) Kết cắt Độ cao chồng giấy: 8cm Fort Couché Bristol Duplex 40-100 100-150 200-230 150-450 2 (g/m ) (g/m ) (g/m ) (g/m2) chấp nhận Đạt Đạt Đạt Ivory 200-300 (g/m2) Đạt Nhận xét: biên dạng cắt từ tờ giấy tới tờ cuối cắt với giấy fort có thay đổi, phần diện tích tờ bị cắt hơn, độ dịch chuyển đường cắt 0.3mm - Bảng thông số kết thử nghiệm với tập tài liệu hỗn hợp loại giấy kích thước thử nghiệm 20 x 28 cm Loại giấy Định lượng (g/m2) Kết cắt Độ cao chồng giấy: 8cm Tập tài liệu giấy Fort Bìa giấy fort 80 150 Bìa bóng kiếng 200 Đạt Nhận xét: cắt chồng tài liệu photo có bìa ruột giấy fort, hai mặt có bọc bìa kiếng máy cắt tốt, đạt đồng kích thước cắt Luan46van - Bảng thông số kết thử nghiệm với chồng tạp chí giấy couché khổ 20x 28 cm gồm 10 độ dày 8mm Loại giấy Định lượng (g/m2) Kết cắt Độ cao chồng giấy: 8cm Ruột 150 Bìa 200 Đạt Nhận xét: Chồng tạp chí cắt đồng từ xuống - Bảng thông số kết thử nghiệm với chồng sách giấy fort định lượng 40g/m2 bìa giấy couché 200g/m2 cán màng BOPP Số lượng cuốn, dày 3cm Loại giấy Định lượng (g/m2) Kết cắt Độ cao chồng giấy: 9cm Ruột 40 Bìa 200 Chấp nhận Nhận xét: đường cắt uốn sách đồng nhau, sách nằm chưa đạt đồng kích thước cắt - Bảng thông số kết thử nghiệm lại sách giấy fort định lượng 40g/m2 bìa giấy couché 200g/m2 cán màng BOPP Số lượng Loại giấy Định lượng (g/m2) Kết cắt Độ cao chồng giấy: 9cm Ruột 40 Bìa 200 Đạt Nhận xét: đường cắt sách đồng nhau, sách nằm chưa đạt đồng kích thước cắt Khuyến cáo cắt lần đến hai - Luan47van - Bảng thông số kết thử nghiệm loại giấy carton làm bìa cứng kích thước 13 x 15 cm Độ dày: 4mm Carton bìa 2000g/m2 Loại giấy Định lượng (g/m2) Kết cắt Đạt Thử nghiệm ngồi thơng số dự kiến - Thông số thử nghiệm: Dao cắt góc bán kính R= 8mm Số lần thử: lần/ loại - Giảm áp suất làm việc xuống mức: kg/cm2 - Bảng thông số kết thử nghiệm với kích thước khổ giấy thử nghiệm: 13 x 15 cm Loại giấy Định lượng (g/m2) Kết cắt Fort 40-100 (g/m2) Đạt Độ cao chồng giấy: 8cm Couché Bristol Duplex 100-150 200-230 150-450 2 (g/m ) (g/m ) (g/m2) không cắt không cắt không cắt được Ivory 200-300 (g/m2) không cắt Nhận xét: mức kg/cm2 cắt giấy fort định lượng từ 100g/m2 trở xuống - Thông số thử nghiệm: Dao cắt góc bán kính R= 8mm Số lần thử: lần/ loại - Tăng áp suất làm việc lên mức: 2.5 kg/cm2 - Bảng thông số kết thử nghiệm với kích thước khổ giấy thử nghiệm: 13 x 15 cm Loại giấy Định lượng (g/m2) Kết cắt Fort 40-100 (g/m2) Đạt Độ cao chồng giấy: 8cm Couché Bristol Duplex 100-150 200-230 150-450 (g/m2) (g/m2) (g/m2) Đạt Đạt không cắt toàn Ivory 200-300 (g/m2) Đạt Nhận xét: mức 2.5 kg/cm2 cắt giấy Duplex định lượng từ 300g/m2 trở xuống, loại giấy khác cắt bình thường Luan48van - Thơng số thử nghiệm: Dao cắt góc bán kính R= 8mm Số lần thử: lần/ loại - Tăng áp suất làm việc lên mức: 2.5 kg/cm2 - Bảng thông số kết thử nghiệm với kích thước khổ giấy thử nghiệm: 13 x 15 cm nâng độ cao chồng giấy lên 10cm Loại giấy Định lượng (g/m2) Kết cắt Fort 40-100 (g/m2) Đạt Couché 100-150 (g/m2) Đạt Bristol 200-230 (g/m2) Đạt Ivory 150-300 (g/m2) Đạt Nhận xét: khả cắt phụ thuộc vào độ cao chồng giấy mà phụ thuộc ứng suất bền loại giấy, lực cắt máy, góc dao cắt Luan49van PHẦN KẾT LUẬN Kết luận 2.Đề xuất giải pháp hoàn thiện Luan50van Kết luận Việc chế tạo thiết bị hoàn tất theo thiết kế dự kiến, trình thử nghiệm cho kết khả quan, nhiên điều kiện có hạn nên việc thử nghiệm cắt loại giấy khác dừng việc dùng dao cắt có bán kính R8 mm Tùy vào điều kiện sử dụng thực tế mà độ cao chồng giấy thay đổi nhằm đảm bảo chất lượng cắt tốt Cần phải thử nghiệm thêm dao cắt có bán kính R từ 10- 15 mm để kiểm tra giới hạn hoạt động tối đa máy Có thể sử dụng giải pháp cắt góc thay cho việc sử dụng khuôn bế kiểu truyền thống bế phẳng bế thụt có ứng dụng Nếu so sánh chi phí chế tạo dao cắt có giá cạnh tranh so với chi phí chế tạo khn bế thụt có chức Mặt hạn chế: - Khách quan: Để đạt chất lượng cắt tốt, chồng giấy phải cắt xác, cạnh giấy phải thật vng góc với nhau, khơng vng xảy tượng dao cắt cắt phạm vào cạnh giấy gây sai hỏng - Chủ quan: - Khi canh chỉnh, cần phải dùng tay để giữ giấy mẫu lúc di chuyển cỡ chặn góc, q trình siết ốc gây sai lệch vị trí cỡ chặn từ 0.2 -1mm - Hoạt động máy phụ thuộc nguồn khí nén cung cấp từ bên ngồi 2.Đề xuất giải pháp hoàn thiện - Việc sử dụng thiết bị vào thực tế sau thời gian dài chắn phát sinh thêm khuyết điểm cần phải hoàn thiện Kiến nghị thực thêm thử nghiệm với dao cắt có kích thước khác có bảng thơng số đề - Lắp thêm nguồn cung cấp khí nén máy - Có thể cải tiến lại bàn ép cho phép hoạt động độc lập với dao cắt nhằm tối ưu hóa q trình lấy cỡ cho phép kẹp giữ vật liệu hiệu Luan51van Tài liệu tham khảo: - Dịch từ tiếng Nga: “Thiết bị thành phẩm sách” - E.I Koselev, D.A Pepgament V.P Filippov - Giáo trình vật liệu in – Trần Thanh Hà - Handbook of machining and metalworking- NXB Mac Grawhill - Handbook of Print media- Helmut Kipphan- NXB Springer - Chương 7: Thử nghiệm tính chất giấy bột giấy pdf việt nam - http://ppivn.vn -Hiwin Linear Guideway catalogue.pdf -THK-linear guideway.pdf - http://www.paperonweb.com/paperpro.htm PHỤ LỤC - Thông số kỹ thuật phụ tùng có sẵn thị trường - Bản vẽ chế tạo Luan52van trích từ trang web Hiệp hội giấy - Sử dụng mẫu SR 20V Luan53van Luan54van - Sử dụng mẫu SC-80 x 125 Luan55van S K L 0 Luan van ... việc sử dụng lực kéo tay lên đòn bẩy, số thiết bị sử dụng lực đạp chân để tạo lực cắt phù hợp cho công việc sản xuất quy mô nhỏ 1.3 Dạng máy sử dụng khí nén Dạng sử dụng khí nén có cấu tạo đơn... giữ sách Dao đỡ Hình II.6: vị trí gắn dao cắt máy bo góc sử dụng khung máy cắt mặt Hình II.7: Máy bo góc sử dụng khung gầm máy cắt mặt 1.6 Dạng máy sử dụng động điện truyền lực trực tiếp Thiết bị... cắt góc bìa sách đặc biệt sách bìa cứng, lần cắt góc tờ/lần phù hợp cho quy mơ sản xuất vừa nhỏ Hình II.3: máy bo góc dùng khí nén 1.4 Dạng máy sử dụng nguồn thuỷ lực Hình II.4: Máy bo góc RCA sử