Chế tạo máy bẻ tay dê tự động phục vụ lĩnh vực xây dựng

Trang 1

TRUONG DAI HOC KY THUAT CÔNG NGHỆ KHOA CO KHI TU DONG VA ROBOT

NGANH CO TIN KY THUAT

‘ % 4 EE al QE AE # ~ ` đ 2 aL 3 e ơ==

_ GHẾ TẠ0 MAY BE TAY -D2 TV DONG PHUG VU LINH VWG XAY DUNG

GVHD:Thây BUI THANH LUAN SVTH :TRAN VAN THONG MSSV : 99KC082

SVTH: VO VAN LAM

MSSV : 02DHCT1-055

(rRUGNG BHD =k TEN |

THỨ VIÊN

4 'o1oO% 1B “iw Hồ Chi Minh - 1/2007

Trang 2

Bộ Giáo Dục và Đào Tạo Cộng Hòa Xã Hội Chủ Nghĩa Việt Nam

Trường Đại học Kỹ Thuật Công nghệ Độc lập - Tự do - Hạnh phúc Thành phố Hồ Chí Minh

KHOA CƠ KHÍ TỰ ĐỘNG và ROBOT

NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

Ho va tén : TRAN VAN THONG

MSSV_ :99KC082 Niên khóa : 1999 - 2004

Ngành : CƠ TIN -KỸ THUẬT

1 Tên để tài:

CHẾ TẠO MÁY BẺ TAY- DÊ TỰ ĐỘNG PHỤC VỤ LĨNH VỰC XÂY DỰNG

2 Cơ sở ban đầu :

Tham khảo, tìm hiểu, nghiên cứu kết cấu cơ khí Nghiên cứu,.tìm hiểu và đưa ra phương án thiết kế 3 Nội dung các phần thuyết minh :

Tham khảo, tìm hiểu, nghiên cứu kết cấu cơ khí Nghiên cứu,.tìm hiểu và đưa ra phương án thiết kế Tính tốn thiết kế thuỷ lực quay lắn thẳng thép 4 Các bản vẽ:

Thiết kế bản vẽ cụm máy quay lắn thẳng thép Thiết kế bản vẽ cụm máy cắt thép

Thiết kế và sắp xếp kết nối bản vẽ thuỷ lưc

5 Mô hình

Chế tạo mơ hình

Kiểm tra kết nối mơ hình

Giáo viên hướng dẫn: Thầy BÙI THANH LUẬN

Ngày giao nhiệm vụ : 30- 10 - 2006

Ngày hoàn thành nhiệm vụ : 13 — 01 - 2007

Thông qua khoa

Giáo viên hướng dẫn Ngày tháng năm 2007 Chủ nhiệm bộ môn

Ấ c3 apt „ + ya, Stee

Me gã Xe ?)

Trang 3

Cộng Hòa Xã Hội Chủ Nghĩa Việt Nam Bộ Giáo Dục và Đào Tạo Độc lập - Tự do - Hạnh phúc

Trường Đại học Kỹ Thuật Công nghệ

Thành phố Hồ Chí Minh ~——===== EE]

KHOA CƠ KHÍ TỰ ĐƠNG và ROBOT

NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TốT NGHIỆP Họ và tên : VÕ VĂN LÂM

MSSV_ :02DHCT1-055

Niên khóa : 2002 - 2007

Ngành :CƠTIN _KY THUẬT

1 Tên để tài:

THIẾT KẾ MAY BE TAY DÊ TỰ ĐỘNG PHỤC VỤ LĨNH VỰC XÂY DỰNG

2, Cơ sở banđầu:

Tham khảo, tìm hiểu, nghiên cứu kết cấu cơ khí

Nghiên cứu,.ìm hiểu và đưa ra phương án thiết kế 3 Nội dung các phần thuyết minh :

Tính tốn và thiết kế cụm cơ cấu bàn trượt của máy Tính tốn và thiết kế cụm cơ cấu dập định hình phơi Tính tốn và thiết kế phần điểu khién (PLC)

4 Các bản vẽ:

Thiết kế bần vẽ cụm máy.bàn máy

Thiết kế bắn vẽ cụm máy dập định hình phôi Thiết kế bản vẽsơ dé giải thuật chương trinh PLC

5 M6 hình

Chế tạo mơ hình

Kiểm tra và lắp ghép kết cấu cơ khí

Giáo viên hướng dẫn: Thầy BÙI THANH LUAN

Ngày giao nhiệm vụ : 30- 10 - 2006

Ngày hoàn thành nhiệm vụ : 13 — 01 — 2007 Thông qua khoa

Ngày ow thang Á năm 2007

Chủ nhiệm khoa

= he as £6 Di Phuong

Trang 4

Ps Loi Cam On

By Frube hét em xin chin thanh cim ơa thấy Bai

Vy cic thiy 06 trong khoa co khi ty dpng oà robot, nhiing

trong suét ahiing ndm hee ota qua

động vién rat lén cho cuing em

Sau aing ciing cin phai néi rang, do han ché vé thig

há $à¿ gồn, (2gàu 12thingO1 nim 2007

Trang 5

RH AES 2a 2¿sải eee L4 ae SR Ra I OR iat EE ES SN Ay PR TA le Ree IR ES kIÊU MUC LUC

LOI NOI DAU

TONG QUAN DE TAI

CHƯƠNG 1: CÁC PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ

.1.1 Phương án 1 1.1.1 Cấu tạo 1.1.2 Nguyên lý hoạt động 1.2 Phương án 2 _ 1.2.1 Cấu tạo 1.1.2 Nguyên lý hoạt động 13 Phương án 3 1.3.1 Cấu tạo 1.3.2 Nguyên lý hoạt động 1.4 Nhận xét chung 1.4.1 Phương án 1 1.4.2 Phương án 2 1.4.3 Phương án 3

CHƯƠNG 2: CHỌN VẬT LIỆU PHÔI 2.1 Tổng quan về thép 2.1.1 Phân loại 2.1.2 Phân Loại \ 2.1.3 Cấu trúc và thành phần của thép _ 2.1.3.1 Cấu trúc 2.1.3.2 Các thành phần của thép -:

2.-2_ Sự làm việc của thép chu tải trọng

Trang 6

2.2.1- Sự làm việc chịu kéo của thép 13

2.2.2- Biểu đồ ứng suất- biến đạng khi kéo 13 2.2.3- Các đặc trưng cơ học chứ yếu của thép 14

2.2.4- Sự phá hoại giòn của thép 15

2.2.5- Hiện tượng cứng nguộ 15

2.2.6- Thép chịu tải trọng lặp 16

2.3- Phương pháp tính kết cấu thép theo trạng thái giớihạn 16

2.3.1- Các trạng thái giới hạn 16

2.3.1.1- Trạng thái giới hạn thứ nhất 16

23.1.2- Trang thái giới hạn thứ hai 17

CHƯƠNG 3 : TÍNH TỐN -THIẾT KẾ KẾT CẤU CƠ KHÍ

3.1- Tính toán vàthiết kế cụm cơ cấu làm thẳng thép 20

3.1.1-Tính toán 20

3.1.1.1- Chọn động cơ điện 20

3.1.1.2- Thiết kế bộ truyễn đai 21

3.1.1.3- Tính toán thiết kế trục và then 23

3.1.1.4-Thiết kế gối đỡ trục 24

3.1.1.5-chọn kiểu lắp ổ lăn 25

3.1.1.6-chọn con lăn 25

3.1.2 Thiết kế 26

3.1.2.1- Cấu tạo cơ khí gồm có 26

3.1.2.2 Hình vẽ và hình chụp từ mơ hình _ 26

3.2-Tính tốn và thiết kế cụm cơ cấu cắt 27

3.2.1- Thơng số hình học và vật liệu của dụng cụ ca 27

3.2.1.1- Kết cấu và thơng số hình học 27

3.2.1.2- Vật liệu chế tạo dụng cụ cắt 28

3.2 1.3- Thành phần và kích thước cắt 32

3.2.1.3.1- Tốc độ cắt v 32

3.2.1.3.2-Chiều sâu cắt t: 33

3.2.1.3.3- Lượng chạy dao 33

Trang 7

a Kếu LG In t, hến RCS OTR PE tố co

3.2.1.4- Tính các thơng số của cơ cấu cắt 34 3.2.1.4- Tính các thơng số của cơ cấu cắt 34

3.2.2 THIET KE 35 |

3.2.2.1- Cấu tao cơ khí 35

|

3.3-Tính tốn và thiết cụm dập định hình tay dê 36

3.3.1-Giới thiệu chung về đập nguội 36

3.3.2 THIẾT KẾ 40

3.3.2.1- Cấu tạo cơ khí 40

3.3.2.2-Hình vẽ thiết kế và hình ảnh chũp từ mơ hình 40

CHƯƠNG 4: TÍNH TỐN VÀ THIẾT KẾ THUỶ LỰC

4.1- Cơ sở lý thuyết 41

4.1.1- Những ưu điểm và nhược điểm của hệ thống điều khiển bằng thuỷ

lực 41 |

4.1.1.1 Ưu điểm 41 |

4.1.2-Đơn vị đo các đơn vị cơ bản 42

4.1.1.2-Nhược điểm 42 |

4.1.2.1-Áp suất 42

4.1.3- Phạm vi ứng dụng 44

4.1.4- Tổn thất trong hệ thống điều khiển bằng thuỷ lực 44

4.1.4.1-Tổn thất thể tích 44

4.1.5.1- Tiết diện hình tron 45 |

4.1.5-Anh hường các thông số hình học đến tổn thất áp sua 46 |

4.2.1 Bơm có lưu lượng riêng không dương 47

4.2- Các loại bơm 47

4.2.2- Bơm lưu lượng riêng dương 48

4.2.3-Nguyên lý hoạt động 49

Trang 8

TY vì GÀ ee ee

4.2.4- Các đại lượng đặc trưng 4.2.5-Cơng thức tính tốn bơm 4.2.6- Các loại bơm:

4.2.7 Các chỉ tiêu chọn bơm 4.2.6 -Bể dầu

4.2.6.1 Nhiệm vụ

4.3- Tính tốn và lựa chọn xilanh

43.1.1.Tổng quan 43.1.1 1 Nhiệm vụ

4.3.2- Các cách mắc xi lanh trong hệ thống thuỷ lực: 4.3.2.1- Mắc nối tiếp:

4.3.2.2-Xi lanh mắc song song 4.3.2.3-Các mạch hồi phục 4.3.2.3.1-Nguyên tắc hoạt độn

4.3.3- Tính tốn và thiết kế mạch thuỷ lực

4.3.3.1- Mạch thuỷ lực của hệ thống

4.3.3.2-Tính tốn chỉ tiết từng xi lanh của từng cơ cấu

4.3.3.2.1-Cụm cơ cấu cắt

4.3.3.2.2 Tính tốn cụm cơ cấu đập định hình phôi

CHUONGS: PHU LUC

Trang 9

CHẾ TẠO MÁY BẺ TAY - DÊ TỰ ĐỘNG

LỜI NÓI ĐẦU

Trong sự nghiêp cơng nghiệp hóa, hiện đại hóa đất nước vấn đề tự động hóa sản xuất đóng vai trị đặc biệt quan trọng

Mục đích ứng dụng kỹ thuật, máy trang thiết bị tự động trong công nghiệp là nhằm nâng cao năng xuấ, đây truyễền công nghệ, nang cao chất lượng và khä năng cạnh tranh của sản phẩm, đông thời cải thiện điều kiện lao động Sự cạnh tranh hàng hóa đặt ra một vấn đề thời sự là

làm sao để hệ thống tự động hóa sản xuất phải có tính linh hoạt cao

nhằm đáp ứng với sự biến đọng thướng xuyên cua thị trường hàng hóa

cạnh tranh.Máy thiết bị tự dộng là bộ phận cấu thành không thể thiếu

trong việc lạo ra những sản phẩm Đặc biệt là nghành cơ khí chế tạo

đóng vai trị khơng thể thiếu trong các lĩnh vực sản xuất đồ ghỗ ,điện tử

tự độn, xây dựng

Tuy nhiên trình độ tự động hóa ở VIỆT NAM chúng ta còn thấp nhưng để theo kịp với sự phát triển cua thế giới cũng như thực hiện mục tiêu của nhà nước là công nghiệp hóa hiện đại hóa đất nước không thể không chú ý tới sự phát triển của tự động, mà trong đó việc đào tạo các

chuyên viên kỹ thuật, kỹ sư về lực vực này là công việc hàng đầu

Để hiểu biết và thiết kế tính tốn hệ thống và trang thiết bị hiện đại về t động đòi hỏi chúng em phải có một trính độ hiểu biết nhất định Đó

là góp một phân nhỏ đẩy mạnh nền công nghiệp đi lên

Trong thời gian học ở trường các thầy cô đã truyền đạt cho chúng em

rất nhiều kiến thức, và khi ra trường chúng em có một kiến thức cơ bản

và nhất định Vì vậy đồ án tốt nghiệp đối với một sinh viên trước khi ra trường là bắt buộc để giúp chúng em hiểu biết vế thực tiễn cũng như tính

tốn và thiết kế sau này dược tết hơn

Để chúng mình điều đó chúng em đã nhân đề tài :

CHẾ TẠO MÁY BẺ TAY DÊ TỰ ĐỘNG

PHỤC VỤ CHO LĨNH VỰC XÂY DỰ

Do lan đầu tiên làm quyen với việc thiết kế thiết bị tự động hóa và

thời gian chúng em thực hiện dề tài không nhiều Cho nên sẽ khơng tránh khỏi nhưng sai sót mong các thầy cô và các bạn đóng góp ý kiến để

việc thiết kế sau này được tốt hơn.Em xin chân thành cảm ơn quý thâẩy cô và các bạn cho em những ý kiến có giá trị

Trang 10

CHE TAO MAY BE TAY - DB TU ĐỘNG

TONG QUAN ĐỀ TÀI

Tự động hóa q trình sản xuất và tự động hóa q trình cơng nghệ

Là yêu cầu bức thiết của quá trình chuyển tiếp từ cách mạng khoa học —

kỹ thuật sang cách mạng khoa học công nghệ từ nửa thế kỷ 20 và tự

động hóa cơng nghệ cao của thế kỷ 21

Để thực hiện cơng nghiệp hóa hiện đại hóa nên kinh tế VIỆT NAM

trong tương lai tới.Thì trình độ cơng nghệ của sản xuất phải được dánh giá bằng chỉ tiêu công nghệ tiên tiến.Tự động hóa chỉ tiêu công nghệ

tiên tiến được thể hiện qua trang thiết bị, máy móc công cụ và kỹ thuật

điều khiển để tự động hóa quá trình sản xuất

Với mức độ tự động hóa quá trình sản xuất và thiết bị, chất lượng chế

tạo cao mà cụ thể độ chính xác cao, độ tin cậy lớn.Thì thủy lực, khí nén

„điện các thông tin truyền dưới dang cdc nang lượng đó phải là tín hiệu

tương tự, nhị phân và tín hiệu số, được sử lý với vận tốc nhanh

Những trang thiết bị cao này đã được chuyển giao vào VIỆT NAM m6t phan va trong tương lai sẽ còn tiếp tục phát triển.Vấn để lá có được khai thác tối ưu thích nghi, mở rộng va hoàn thiện để đảm bảo quá trình

sản xuất ổn định có hiệu quả kinh tế, có sức cạnh tranh thị trường thì địi

hoủi phải có kiến thức mới về tự động hóa

Trong tất cá các ngành nghề trong khối kỹ thuật, xây dựng cũng đóng

một vai trò quan trọng để thúc đẩy nền kinh tế đi lên, vá đóng góp không

nhỏ tới sự tăng trưởng lên kinh tế quốc dân Trong xây dựng hiện nay

người ta đang nghiên cứu tính tối ưu vào các cơng trình xây dựng Các

loại máy móc trang thiết bị cũng được đưa vào hoạt động như : máy cắt,

máy uố, máy xúc, máy ủi máy trọn bê tông Những trang thiết bị này chỉ thay thế một phần nào Còn chưa thể thay thế hệ thống tự động khép

kín Trong tương lai có cả robot sơn tường và đưa tự động vào trong xây

dựng để tránh tai lan đáng tiếc xẩy ra

Hiện nay ngoài thị trường chỉ có máy uốn và máy cắt hoạt đông độc

lập và riêng lẻ Còn hệ thống để bẻ tay dê tự động với chu trình khép kìn

vẫn chưa thấy xuất hiện Vì vây khi nhận được để tài tốt nghiệp đó là :

SVTH : TRAN VAN THONG 2 MSSV:99K C082

Trang 11

CHẾ TẠO MAY BE TAY — DE TU DONG

THIET KE MAY BE TAY DE TU DONG

PHUC VU TRONG LINH VUC XAY DUNG

Chúng em thấy đây là một để tài rất hay và ứng đụng vào thực tiễn Để hoàn thành để tài này đòi hỏi sinh viên phải tìm hiểu thật kỹ và có

môt kiến thức nhất định về kết cấu cơ khí Để khi thiết kế và chế tạo

không mắc phải những sai sót bên cạnh đó sinh viên cần phải hiểu rõ về cấu kiện xây dựng vá vật liêu xây dựng để khi tính tốn khơng gặp khó

khăn

MAY BE TAY DE TU DONG chia lam ba cơng đoạn chính:

TÍNH TOÁN VÁ THIẾT KẾ

HE THONG QUAY CON LAN LAM THANG THEP CUON

TINH TOAN THIET KE HE THONG MAY CAT TU DONG TÍNH TỐN THIẾT KẾ HỆ THỐNG BẺ TỰ ĐỘNG

Ở để tài này chúng em dùng chuyển động thủy lực để điều khiển

chính vì thủy lực làm việc với công xuất cao và tải trọng lớn yêu cầu

không gian lắp giáp nhỏ Dễ dàng điều chỉnh nhanh chóng Xi lanh thủy

lực có kết cấu đơn giản và hiệu quả kinh tế cao so với các chuyển động

cơ khí khác.Sự kết hợp cửa những ưu điểm này mở ra một phạm vi ứng

dụng rộng rãi cho thủy lực trong nghành cơ khí chế tao.Và các nghành kỹ

thật khác

Đề tài này khi nhìn vào 3 kết cấu cơ khí tưởng chừng nó hoạt động

độc lập, nhưng khi nó hoạt động địi hỏi phải có tính đồng bộ và thống

nhất Vì vậy đòi hỏi chúng em phải có một kiến thức nhất định về các

hoạt động của các kết cấu cơ khí và điều khiển thủy lực khi lắp ráp phải hoạt động đồng bộ với nhau

SVTH : TRẤN VĂN THÔNG 3 MSSV:99KC082

Trang 12

CHẾ TẠO MÁY BÉ TAY ~ DÊ TỰ ĐỘNG

CHƯƠNG 1 CÁC PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ 1.1- Phương án 1 y Vv

Máy uốn thẳng Máy cắt Máy dập

Sơ đồ nguyên lý hoạt dộng 1.1.1- Cấu tạo gồm:

Máy quay con lăn làm thẳng thép

Có 5 pittơng

Pittông 1 ( làm đức phôi) Pittông 2,4 ( đập phôi)

Pitông 3 (đẩy phô))

Pittông 5 (bàn định hìn

Cơng tác hành trình

1.1.2- Nguyên lý hoạt động

Ban đầu pitông 5 mang bàn định hình từ trên đi xuống Lúc này cuộn

dây sau khi đưa qua hệ thống quay con lăn con lăn sẽ làm cho sợi thép

thang ra va tiếp tục chạy vào Khi đụng vào con tắc hành trình 6 thì pittơng

4 dập Tiếp tục sợi thép vào đụng con tắc hành trình 6 thì pitt6ng 4 dap

Đến lần thứ 3 khi sợi thép đụng con tắc hành trình pitơng 4 dập đồng thời

pitông 1 dập để cắt thép Sau đó pitơng 2 dập (lúc này sợi thép đã trở thành hình vuông ) Tiếp tục pittông 5 trở về và pittông 2 đập để đẩy sản

phẩm ra kết thúc quá trình và tiếp tục hành trình lặp lại

Trang 13

CHE TAO MAY BE TAY - DE TỰ ĐỘNG

Hinh vé ¬@œ a ộ Hình 1.1

SVTH : TRAN VAN THONG

Trang 14

CHE TAO MAY BE TAY - DE TU DONG 1.2- Phương án 2 Máng trượt Bàn dập 2

Sơ đồ nguyên lý hoạt động 1.2.1- Cấu tạo gồm:

Máy quay con lăn làm thẳng thép C6 7 pitt6ng

Pitt6ng 1 ( làm đức phôi) Pitt6ng 2,5,6 ( dập phôi)

Pittông 4 (đẩy và kẹp chặt phôi) Pittơng 3,8 (bàn định hình)

3 Con tắc hành trình 7,9 1.2.2- Nguyên lý hoạt động

Ban đầu pittông 3 mang bàn định hình từ trên đi xuống Lúc này cuộn dây sau khi đưa qua hệ thống quay con lăn con lăn sẽ làm cho sợi thép

SVTH : TRẤN VĂN THÔNG 6 MSSV:99KCO82

Trang 15

CHẾ TAO MAY BE TAY - Di TU DONG

thẳng ra và tiếp tục chạy vào Khi đụng vào con tắc hành trình 7 thì pittơng 1 dập để cắt phơi Sau đó pittong 2 dập để sợi thép tạo biên dạng hình chữ

U đồng thời pittơng § đi xuống Sau đó pitơng 3 trở về vị trí ban đầu thì sợi

thép sẽ trôi xuống theo máng trượt cho đến khi đụng con tắc hành trình 9

và ơm vào biên dạng định hình cửa pittơng 7 Khi đó pitt6ng 4 tịnh tiến lên

để kẹp chặt khung thép đồng thời pittông 5 và 6 dập Dập song pittông 5,6

và 4 lùi về Sau đó pittơng 8 cũng trở về vị trí ban dau, pittong 4 dap để đẩy sản phẩm ra kết thúc quá trình và tiếp tục hành trình lặp lại

Hình vẽ io Z ` ee Ppt po bd $ i wg iB tf wt Be ad “ea iat ae Ỹ Ÿ #

Thi Đi Ỷ 2088 xve,Ê P2 3

hecatierpt $ 4 bd 2 đi nh, $ 5 ¿ Ee £ me ‡ _— i ss Po4 3% 7 3 4 ụ Sp cố ụ 4 ; a “age ‘ a th, om Pa By ey, ZB fs, Poy 2 eet OG te, 4 af f oo ki Bà _ 4 hen # ¿ TH ae ị i i H i ị ị VỆ : ` # Hình 1.2 ˆ ` ˆ

SVTH : TRAN VAN THONG 7 MSSV:99KC082

Trang 16

CHE TAO MAY BE TAY - DE TỰ ĐỘNG 1.3- Phương án 3

Máy uốn thẳng Máy cắt _| Máng trượt

‡ Bàn đập

sơ đồ nguyên lý hoạt động

1.3.1- Cấu tạo gồm:

1 Máy quay con lăn làm thẳng thép

2 Có 5 pittơng

Pitơng 1 ( làm đức phôi)

Pitông 2,3,4 ( đập và đẩy phôi)

Pitt6ng 5 (bàn định hình)

3 Con tắc hành trình 6,7 1.3.2- Nguyên lý hoạt động:

Ban đầu pitông 5 mang bàn định hình từ trên đi xuống Lúc này cuộn

dây sau khi đưa qua hệ thống quay con lăn con lăn sẽ làm cho sợi thép

thẳng ra và tiếp tục chạy vào Khi đụng vào con tắc hành trình 6 thì pitơng 1 đập để cắt phơi Sau đó thì sợi thép sẽ trơi xuống theo máng trượt cho

đến khi đụng con tắc hành trình 7 thì pitt6ng 2 dập Sau hai giây pittông 3,4

dập Sau đó ba pittông 2,3 và 4 cùng lùi ve, tiếp tục pittông 5 trở về Sau

đó pitơng 2 dập để đẩy sản phẩm ra ngoài kết thúc quá trình Tiếp tục

hành trình lặp lại pitơng 5 đi xuống bắt đầu hành trình mới

Trang 17

^ ĐỘNG ^ - DE Y BE TAY z nw CHE TAO MA Hinh vé § $ bà Ặ oe hes “4 RAS

CAA OLE AEE,

an pee henenggg "Ni ray 3 3 aa eens “Se SAGs Ad BS chua, F v Mn yt % ⁄ “ty Fm % f me, t : nh Ỷ Mae, $ i en, ñ \ ` z Sy, c Nene , Ne oe ki SEs ers NT NNNNe ` PETAR SWS SEE ETE NN wth: ak PERRET EASE SET sen Scene eyes SS \y 00/0 101150000//0/0/20 PE PEPLOPISEPLEREP IEEE ES $ $ $ SUSDGEGESXSSGGECEDGDEDEDREEEC.T2 777 epee Ỷỷ_—_ * Ee % ˆ ` về Ñ % Ỷ ‘ : X é S i ett ey, —nnG SD} LẾT] N % Anh ỬN Hình 1.3 02DHCT1- 055 :99KC082 MSSV MSSV A VO VANLAM a

Trang 18

CHE TAO MAY BE TAY - DE TỰ DONG

1.4- Nhan xét chung

1.4.1- Phương án 1

Dễ dàng trong quá trình lắp đặt cơ khí Ba quá trình gắn liền nhau

Điều khiển đồng bộ cùng lúc 3 quá trình thì phức tạp và khó hiệu chỉnh

Lắp đặt cơ khí khó khăn và tốn kém vì quá nhiều pittơng

Ba q trình rời nhau

Dễ điều chỉnh từng bộ phận Điều khiển đơn giản

Lắp đặt cơ khí đơn giản và ít tốn kém hơn phương án 2

Ba quá trình rời nhau

Dễ điều chỉnh từng bộ phận Điều khiển đơn giản

1.4.4- Kết luận

Trong ba phương án em thấy phương án 3 là tối tu nhất

nên em chọn phương án 3 để thiết kế mơ hình và điều khiể

Trang 19

CHƯƠNG2 CHỌN VẬT LIỆU PHÔI

2.1- Tổng quan về thép

2.1.1- phân loại:

Thép và Gang là hợp kim đen của sắt (Fe) cacbon (C) và một lượng rất

nhỏ của các thành phần khác như oxi (O), phốt pho (P) silic(S¡)

Quá trình luyện tấp như sau: Quang sắt (FeO2 ), F3O4) luyện trong lò

cao, được gang ( là hàm lượng của sắt và cacbon với hàm lượng cacbon lớn hơn 1,7%) đưa gang vào luyện trong lò thép để khử bớt cacbon ta được thép

2.1.2- Phân Loại Theo Thành Phần Của Thép

Thép cacbon: hàm lượng cacbon dưới 1,7%, khơng có các thành phần

hợp kim khác tùy theo hàm lượng hợp kim chia ra

Thép cacbon thấp: lượng cacbon đưới 0,22%, dây là loại thép mềm dẻo dễ ga công, được sử dụng trong nghành xây dựng

Thép cacbon vừa: lượng cacbon từ 0,22 đến 0,6

Thép cacbon cao: lượng cacbon từ 0,6 đến 1,7

Thép cacbon vừa và cao được sử dụng trong các nghành công nghiệp khác

2.1.3- Cấu trúc và thành phân của thép

2.1.3.1- Cấu trúc

Thép xây dựng có cấu trúc tinh thể, do các hợp chất sau tạo thành Ferit (chiếm 99%thể tích ): là sắt nguýn chất mềm và de

Xementit: là hợp chất sắt cabua (FeC3 ), cứng và giòn

Trang 20

CHẾ TẠO MAY BE TAY - DÊ TỰ ĐỘNG

ii SSS

Peclit lá hợp chất cua Fe rit va xementit

Mang petlit năm giữa các hat Ferit quyết định sự làm việc và tính đẻo của thép Thép có càng nhiều cacbon thì màng peclit càng dày và thép càng cứng

2.1.3.2- Các thành phần cửa thép

Thép cacbon: Ngoài sắt và cacbon, thép xây đựng cịn có các thành

phần kha

Mangan (Mn): mangan có tác dụng tăng cường độ và độ dai của thép

Thông thường lượng mangan chiếm 0,4-0,65, không nên lớn quá 1,5% vì

vậy thép trở nên giịn

Silic (Si): silic có tác dụng tăng cường độ của thép nhưng có nhược điểm

là làm giảm khả năng chống ăn mịn và tính dễ hàn của thép Vì vậy nên

khống chế lượng silic trong khoảng 0,12-0,3 %

Lưu huỳnh (S): Chất này làm cho thép giịn nóng nên khi ở nhiệt độ cao thép chịu tải trọng kém, đồng thời dễ bị nứt khi hàn

Phôtpho(P): Lầm cho thép giịn, giẩm tính dẻo của thép

Lưu huỳnh và phôtpho là hai tạp chất có hại, vì vậy phải đảm bảo hàm

lượng của chúng theo quy định: không qố 0,07% đối với kết cấu thông thường và không quá 0,05 % đối với kết cấu quan trọng

Ngồi ra cịn có chất nito(N), Oxy (O) trong khơng khí hịa vào kim loại

lỏng làm thép giòn, giảm cường độ thép, do đó cân khử các chất này

Thép hợp kim: Để tăng cường độ, tính dai, tính sưng cơ học và khả năng chống gỉ của thép, người ta cho thêm các nguyên tố kim loại như đồng

(Cu), Crôm(Cr), kểm(N)) số hiệu của thép

Thép cacbon thấp, cường độ thường

Thép cac bon thấp chia làm các loại: CT.0, CT.1, CT.2, CT.3, CT.4,

CT.5

Thép CT.3 là loại thép mềm, có cường độ khá cao, có độ dẻo và độ dai xung kích, nên hợp lý khi dùng làm thép xây dựng Thép CT.lvà CT.2 là

loại thép mềm, độ dẻo lớn nên trong xây dựng chỉ dùng làm định tán,

Trang 21

— —_—— =

bulông, thép CT.4 và CT.5 rất cứng, chắc nên chủ yếu dùng trong công

nghiệp dong tau it ding trong xây dựng

Thép cacbon thấp có giới hạn chay: 2200-2500daN/cm’, giới hạn bền

3700 -4200daN/em”

Vì vậy trong ĐỒ ÁN này chúng em dùng thép CT.3 là vật liệu làm phôi

2.2- Sự làm việc của thép chịu tải trọng 2.2.1- Sự lầm việc chịu kéo của thép

Những đặc trưng cơ học chủ yếu cửa thép như cường độ, quan hệ giữa

ứng xuất và biến dạng, modun đàn hổi được xác định thông qua thí

nghiệm mẫu thép chịu lực kéo

ơ=PKN!cm

A #= “100%

2.2.2- Biểu đồ ứng suất- biến dạng khi kéo

Làm thí nghiệm kéo một mẫu thép CT.3 bằng tải trọng tĩnh tăng dẫn,

người ta vẽ được biểu đổ kéo của thép như hình (1.1) Trong đó A,I là tiết

diện ban đầu và chiều đài ban đầu của mẫu

Biểu đồ kéo của thép cacbon thấp được chia thành các giai đoạn sau:

Doan OA (Giai đoạn tỷ lệ ): Ứng xuất từ 0-2000 daN/cm? Thực chất

trong giai đoạn này chỉ có đoạn OA là đường thẳng còn đoạn A A' là

đường hơi cong nhưng thép vẫm làm việc đàn hổi, vì vây cị thể dùng

định luật Hooke để tính toán

Ơ=k£ (2)

Ứng xất tại điểm A được gọi la giới hạn tỷ lệ Œ; ứng xuất tại A'

được gọi là giới hạn đàn hdi Gy,

Trang 22

CHẾ TẠO MÁY BẺ TAY - DÊ TỰ ĐỘNG †ÏEE

Đoạn AB (Giai đoạn đàn hồi dẻo: ứng xuất tăng lên 2400da/Ncm”

-Trong giai đoạn này, biểu đổ là một đường cong rõ rệt, thép kơng cịn

làm việc đàn hồi nữa

Đọan BC(giai đoạn chảy dẻo ); Biến dạng tăng trong khi ứng xuất

không đổi (biến dạng trong khoảng 0,2_2,5%) Đoạn BC dược gọi là

thêm chảy, tương ứng với nó có giới hạn chảy ơ, Tại điểm C nếu ta bồ

tải trọng thép vẫn còn biến đạng dư OO'

Đoạn CD ( Giai doạn củng cố ): Trong giai đoạn này, thép không chẩy nữa và lại có tể hịu được lực nhưng biến đạng tăng nhanh và mẫuthép bị

phá hoại khi ứng xuất đạt đến khoảng 4000da/Ncm” (ứng xuất tại điểm D và được gọi là giới hạn bền ø,) Biến dang lúc kéo đứt của mẫu thép rất lớn ¢,=20-25%

2.2.3- Các đặc trưng cơ học chứ yếu của thép

Các đặc trưng cơ học chủ yếu của thep bao gồm: giói hạn tỷ lệ Øy,

giới hạn chảy ø,, giới hạn bền ø,, biến dạng khi đứt z, và modun đàn hôi Như trên biểu đồ ta thấy giới hạn chảy đã chia phạm vi chịu lực của

thép ra làm hai khu vực Một khu vực hâu như là đàn hồi lý tưởng, một

khu vực hầu như là rẻo lý tưởng Giới hạn chảy vừa là giới hạn khả năng

chịu lực của thép, vừa là giới hạn hạm vi tính tốn theo giai đoạn đàn hổi

Chính vì vậy, quy phạm lấy nó làm mốc tính trạng thái giới hạn thứ nhất

trang thái ngiới hạn theo khả năng chịu lực

Giới hạn bề ø, hay còn gọi là cường độ tức thời của thép, có thể được

sử dụng trong tính tốn (được chia cho một hệ số an toàn )đối với kết cấu

cho phép biến sạng lớn

Trang 23

Biến dạng khi đứt z„ đặc trưng cho độ đẻo và độ bđai cửa thép

oO oO oc ơ „ A 7 ; : ' 4 ' : > E% > % > E% a) b) c) d) Hiu.2

2.2.4- Sự phá hoại giòn của thép

Phá hoại dẻo là há hoại với biến dạng lớn, trong khi phá hoại giòn là

phá hoại ở biến dạng nhỏ, có vết nứt Trên thực tế kết cấu thép không

thể bị phá hoại khi thép còn làm việc ở trạng thái dẻo, mà chỉ bị phá hoại khi phé đã chuyển sang giòn do các nguyên nhân như: thép bị lão hố,

thè bị biến cứng, the6 bị ứng suất cục bộ

2.2.5- Hiện tượng cứng nguội

Hiện tượng cứng nguội là hiện tượng thép trở nên cứng sau khi bị

biến dạng dẻo ở nhiệt độ thường Được thể hiện trên biểu đồ (H5.5)

Lúc đầu đem kéo mẫu thí nghiệm đến giai đoạn dẻo rồi bỏ tải, đường biểu diễn đồ thị trở về một đường thẳng song song với giai đoạn đàn hồi (h5.5a) Khi gia tải lần thứ hai, đường biểu diễn lại đi theo một đường thẳng cho đến khi gặ đường cũ và sau đó trùng với đường biểu diễnh cũ (HH5.5b) Như vậy, thêm chảy của thé đã giẩm đi, thậm chí bằng khơng (H5.5c) Lúc này tuy giói hạn được nâng lên nhưng làm thép giòn rất nguy hiểm cho kết cấu thép Vd uốn nguội thanh thép, đục lỗ đinh

MSSV :02DHCT1- 055

Trang 24

CHE TAO MAY BE TAY — DB TU DONG

2.2.6- Thép chịu tải trọng lặp

Khi kết cấu chịu tải trọng lặp đi lặp lại nhiều lần (vài triệu lần ) Có

thể sinh ra hiện tượng mỏi của kim loại làm giảm cường độ và làm thay

đối tính chất cơ học của thép, làm cho thép chuến từ vật liệu đẻo sang vật liệu giòn Thép sé bi pha hoai ở ứng suất nhỏ hơn giới hạn bên

Sự lão hoá cùng với thời gian, tính chất của thép thay đổi dân, làm thép

trở nên giòn hơn

2.3- Phương pháp tính kết cấu thép theo trạng thái giới hạn

2.3.1- Các trạng thái giới hạn

Trạng thái giới hạn là trạng thái mà kết cấu thôi không thoả mãn những yêu cầu đề ra cho nó Có hai loại trạng thái giới hạn

Trạng thái giới hạn thứ hai: trang thái giới hạn về biến đạng

2.3.1.1- Trạng thái giới hạn thứ nhất

Trạng thái giới hạn thứ nhất là trạng thái ứng với thời điểm kết cấu

không thể chịu thêm lực được nữa, vì phị ohá hoại, bị mất ổn định hoặc bị

hỏng do mồi

Ở trạng thái giói hạn này, khả nang chịu lực được kiểm tra theo cơng thức

N<S (1.1) Trong đó

N là nội lực cấu kiện, được tính bằng cơng thức:

N=>pi n,Nựm, = 5p: Nạn,

N,-nội lực p;=lgây ra;

p¿ “tải trọng tiêu chuẩn(tải trọng lớn nhất có thể có trong điều kiện sử dụng bình thường)

Trang 25

BE —-————ễ———

Hệ số vượt tải

Tải trọng tính tốn thứ ¡

Hệ số an toàn về sử dụng (hệ số xét tới tầm quan trọng xẩy ra đồng

thời

S khả năng chịu lực của cấu kiện: tức là nội lực lớn nhất mà cấu kiện

có thể chịu được tính bằng công thức

S=AR

A -Đặc trưng hình học tiết die

R- cường độ tính tốn vật liệu, phụ thuộc việc sử dụng giới hạn nào để tính

Nếu sử dụng giới hạn chảy

R=#© „2

Ym Vm

Nếu sử dụng giới hạn chảy

poke %

Ym Vm

Trong đó

y„ là hệ số an toàn vật liệu

y„ =1,05đối với thép có ơ, < 3800daN/cm’? Y„ =1,15đối với thép có ơ, >3800daN/cmZ

y,là hệ số điều kiện làm việc

2.3.1.2- Trạng thái giới hạn thứ hai

Là trạng thái ứng với thời điểm kết cấu không sử dụng bính thường

được nữa Do bị biến dạng, dao động

Ở trạng thái này, độ biến dạng được kiểm tra theo công thức

A<[A]

Trong đó biến dạng (hay chuyển vị )của kết cấu do tải trọng tiêu chuẩn gây ra (tính với tổ hợp bất lợi nhất):

A =Dpin, 7,0,

Trang 26

6, la biến dạng (chuyển vịj)khi p,ˆ=1gây ra tại điểm đang xét

[A]-biến dạng lớn nhất cho phép để kết cấu có thể sử dụng bình thường được lấy theo quy phạm —TCVN5575-91

Cường độ tiêu chuẩn và cường độ tính tốn

Cường độ tiêu chuẩn

Là đặc trưng cơ bản cửa vật liệu, được xác đinh do sử lý thống kê các

chỉ tiêu cơ họ

Rệ =ơ, đối với vật liệu làm việc trong giới hạn chả

ý =ơ,đối với thép không có biến dạng chảy (thép cường độ cao

)hoặc những kết cấu có thể làm việc quá giới hạn đẻo

ơ,,ơ, tra bang (1)

Đảng Ï đặc trưng cơ học tiêu chuẩn của thép xây dung

Số hiệu Giới hạn Giới hạn Độ giãn Độ giai

Ơơ,,daN/mm_ chảy bén khi ditt xung kich

£ 0 sco OG Ø' `daN/mm? 20°C Hem? BCTCKII 22-24 37-47 24-27 50-100 BCT3HC 23-25 38-49 23-26 BCT3GH BCT3THC 23-25 38-50 23-26 09T2 30-31 45 21 09T2C 29-35 46-50 21 60 T4T2 33-34 46-47 21 Cường độ tính tốn

Khi cấu kiện chịu kéo, nén, uốn, cường độ tính toán được xác định bằng cách chia cường độ tiêu chuẩn cho hệ an toàn vật liệu 7„- VỚI các dạng chịu lực khác như chịu trượt ép mặt, cường độ tính tốn được xác

định bằng công thức trong bang (2)

Trang 27

CHE TAO MAY BE TAY - DE TU DONG

Bảng 2.công thúc xác định cường độ tính toán

Trạng thái ứng suất Cường độ tính tốn

Kéo, nén, uốn

Theo thời gian chảy R=KRl7„

Theo giới hạn bền R= Rệ Iy„

Trượt R, =0.58R

Ép mặt lên đầu nút Rema = Ry

Bp mặt lean khớp tru khi tiếp xúc chặt Rim = 0.5R,

Ép đối kính của con lăn khi tiếp tự do R,, = 0,025R Kép theo phương bề dày thép cán R, =0,5R

Trang 28

CHƯƠNG 3

TÍNH TỐN -THIẾT KẾ KẾT CẤU CƠ KHÍ 3.1- Tính tốn vàthiết kế cụm cơ cấu làm thẳng thép

3.1.1-Tính tốn

3.1.1.1- Chọn động cơ điện:

Công suất cần thiết trên trục động cơ

Nei=*>

7

Tài liệu 1 trang 27 Trong đó

Niv Cơng suất làm việc (KW)

1 = 1h X M2 X13

Là tích số hiệu suất của các bộ truyền và các cặp ổ trong thiết bi Công suất làm việc của con lăn

_ PV

1000 Tai liéu 2 trang 20

Ny: Công suất làm việc (KW)

P: Lực kéo con lăn(W)

V : Vận tốc con lăn (m⁄s)

_ 200x074 44

"1000 (KW)

Theo bảng 2-1 tài liệu 1 trang 27 các trị số hiệu suất có các trị như

sau.:

th

1+ =939 Hiệu suất một cặp ổ lăn

?2 = 9:25 Hiệu suất bộ truyền đai

Trang 29

| 7 = 0,99x 0,95 = 0,94 Ap dung công thức 1 ta có „= 914 =0,15 0.94 (KW) Chọn động cơ Nan > Ne

Ẩ' Công suất định mức của động cơ (KW)

Theo bảng 2P tài liệu 1 trang 321 các số liệu kỹ thuật của động cơ điện không đồng bộ 3 pha có rơtơ đốn mạch loại A2 và A02 ( 4072),

Công suất từ 0,6 đến 100 KW, điện ap 220/380V

Chọn động cơ điện A02 (4072), Bang 11-6

Công suất động cơ Ẩ#=0,4 KW

Số vòng quay của động cơ Ÿ« =910 (vịng/phú))

Mu, =1,8 M am Mua = 2,2 M on Min _ L2 M am

Theo bang 8P tai liéu 1 trang 331 đường kính động cơ d=18

Công suất

Số vòng quay và momen trên trục:

M=Nạ

N, = 21 = 2!0 _ 998 (vong/phuit)

i, 4

6 6

M, = 2:55%10° x Man _ 9,55%10°X0.4 _ grog Nem

Ny 910

N=0.15 * 0,95= 0,1425 (KW)

6

M, = ES = 5069 Nmm

3.1.1.2- Thiết kế bộ truyền dai:

Chọn loại đai

Tài liệu 2 trang 125

Kích thước tiết diện đai a* h (mm) 17 *10,5

_TƯỜNG ur lâu

SVTH : TRAN VAN THONG đi day vie a 7 7 MSSV:99KC082

Trang 30

=—ƑŸÏŸ— -ừỪừỄ

Diện tích tiết điện F(mm2) 138

Tính tốn bánh

Chọn vật liệu: bằng thép C45 Tính đường kính bánh đai Kiểm nghiệm vận tốc của đai

77L)

= 60 10001 1-0,02)D,<(25~+30) (m/s D, < ( ) (m/s)

Với đường kính bánh đai nhỏ D=75 mm

v= azx75x910 =3,57 60*1000

Đường kính bánh đai lớn

D, =ixD,(1-€) ygj £ =0,02

D, = 4.75(1— 0,02) = 294

Chon duGng kinh D=280 mm theo bảng 5-15 tài liệu 1 trang 94

A=0,95D2 mm= 0,95*280=266 mm

Tính chiều dài đai theo kích thước trục A sơ bộ

Công thức (5-1) tài liệu 1 trang §3

(D, -D,)’ 4A 2 205" = 1097.7 4266 L=2A+=(D; +D,)+ = 532+ =(355)+

Theo bang 5-12 tai liéu 1 trang 92 ta chon L (mm) L=1000 mm

Xác định khoảng cách trục A theo chiéu dai dai:

_ 2L~z(D, +D,)+j[2L~ z(Ð, + D,)Ƒ —8(D, - D,)? 8 4 2000~ Z(355) + vj[2000— z(355)]” - 8(205)? — 104 1 8 (mm) A Ta chon A=190 mm Khoảng cách nhỏ nhất để mắc dai Amin = A - 0,015 L (mm) = 190 - 0,015 *1000 = 175 mm

Khoảng cách lớn nhất để tạo lực căng dây

Amax = A +0,03 L = 190 +0,03*1000 =220 (mm)

Trang 31

CHẾ TẠO MÁY BỂ TAY - DÊ TỰ ĐỘNG

— —====ằễ

Tính gốc ơm #

Công thức 5-3 tài liệu 1 trang 83

a =180° =““ >a =126°

Sét diéu kién % 2 120°

Tính kích thước chủ yếu của bánh đai Chiều rộng của bánh đai

Công thức 5-23 tài liệu 1 trang 96

B= (Z-1)*T +2S Với : Z =1 T=20 S=12.5 B=0+2§S=25

Đường kính ngồi của bánh đai dan

Dy =D, + 2h,

Dạ =75+2x5=85 wai hy =5

Đường kính ngoài của bánh dai bi dan

Dy =D, + 2h, =280+2*5=290

Đường kính trong của bánh đai bị dẫn

D, =D, —2e>D, = 53 Với e= 16

Đường kính trong của bánh đai bị dẫn

Dạ; = D„ ~2e =290—2*16 = 258 Tính lực tác dụng lên trục + Lực vòng x p= 2Mx _ 2* 5969 = 62,8N 190 + Lực hướng tâm 0 " " cos45 0,7 ay

3.1.1.3- Tính tốn thiết kế trục và then

Chọn vật liệu : thép 45 tôi cải thiện

Theo bảng 3-8 tài liệu 1 trang 40

Trang 32

ổ„ =650 (N/mm2) 5, =350(N/mm’) HB=200

Tính đường kính sơ bộ của trục

Công thức (2-7) tài liệu 1 trang 114

n Thép 45 tơi có C = 130 — 110 Ta chọn C = 120 N=0,1425KW n= 228 (vòng/phút) đ =120 ị 91425 = 20mm 228 3.1.1.4-Thiết kế gối đỡ trục Trục không có lực dọc trục ta chọn ổ bi đở 1 đấy Hệ số khả năng làm việc

Cơng thức 8 -§ tài liệu 1 trang 158

C =Q(nh)°? < Chang n =228 (vong/phit)

h = 1000 giờ

Với Ø=(X,R+m4)K,K,

Công thức 8-6 tài liệu 1 trang 158 Ta chọn :

m = 0/7 (Bảng 8-2 tài liệu 1 trang 161)

A, =1 ( Bang 8-3 tai liéu 1 trang 162)

‘,=1 (Bang 8-4 tài liệu 1 trang 162)

K,=1 (Bang 8-5 tai liéu 1 trang 162)

Q= 199,2 daN

=> C = 299,2(228.1000)°? =105 < Chang Tra bang 14P tài liệu 1 trang 337

d=35 mm

D=47mm

Trang 33

CHẾ TAO MAYBE TAY ~ Di TU ĐỘNG

EE

Chang = 11300

B= 12mm

3.1.1.5-Chọn kiểu lắp ổ lăn

Vòng trong ổ quay tuần hoàn chịu tải tuần hoàn

Theo bảng 8 -16 tài liệu 1 trang 176

Chọn kiểu lắp dùng cho ổ bi là T21ô

Khe hở giữa ổ lăn và vỏ hộp a=0,25mm

3.1.1.6-Chọn con lăn

Đường kính trong con lan d=10mm Đường kính ngoài d= 50 mm

Chiều đài con lăn I=45mm

Góc lượn con lăn R =65 mm

Chọn ổ bi có đường kính trong D =10 mm Chọn ổ bi có đường kính ngoài D=30 mm Cường độ tính tốn của vật liệu khi ép con lăn Theo bàng (2) ta có cơng thức

R„ =0,025R

Trang 34

CHE TAO MAY BE TAY — DE TU DONG

3.1.2 THIET KE

3.1.2.1- Cấu tạo cơ khí gồm có

1 Động cơ điện 220 v

Khung máy thép ký CT3 ký hiéu V6

Khung lắp con lăn làm thẳng thép là loại thép tấn c45

Con lăn được đóng vịng bi

Dùng bộ truyền đai để tải

Đai thang

3.1.2.2- SAU ĐÂY LÀ MỘT SỐ HÌNH VẼ

THIET KE SO BO VA HINH ANH CHUP TỪ MO HINH CUA CUM MAY UO THANG THEP

Trang 35

1 Kiểm tra đu

ống dẫn dau 2 Kiém tra dé

3 Chay khôn

hiện tượng ri;

4 Kiểm tra đị

5 Toan bé kh