Mục tiêu nghiên cứu
nâng cao năng suất, tiết kiệm sức lao động.
_Chế tạo máy uốn thép 3 trục chủ động với công nghệ có sẵn trong xưởng ở Việt
Nam giúp tiết kiệm chi phí vận chuyển và dễ dàng bảo hành, sửa chữa.
4 Khách thể và đối tượng nghiên cứu 1.3 Khách thể nghiên cứu
Khách thể nghiên cứu: các xưởng cơ khí có các loại phôi thép hình ống, thép hình và các cơ sở sản xuất thép trong nước
_Thép dạng ống, thép hình chữ I, U, H _Máy uốn thép 3 trục chủ động
_Thay thế phần lớn con người trong việc uốn các loại thép phục vụ trong nhiều lĩnh vực như nội thất, xây dựng,…
_Máy có thể hoạt động trong nhiều môi trường nóng , tiếng ồn _Máy được điều khiển bằng hệ thống điều khiển hiện đại một cách dễ dàng
The thesis project focuses on the design and creation of a three-axis bending machine This innovative machine is essential for various industrial applications, enhancing efficiency and precision in metalworking processes The project aims to outline the engineering principles involved, the design methodology, and the practical implementation of the machine By integrating advanced technologies, the three-axis bending machine promises to improve productivity and reduce operational costs in manufacturing settings This study serves as a comprehensive guide for future developments in machine design and fabrication.
_Nghiên cứu tổng quan: máy uốn thép 3 trục chủ động
_Nghiên cứu cơ sở lý luận và thực tiễn về máy uốn thép 3 trục chủ động.
Nhu cầu của các công ty, xí nghiệp, trong việc giảm chi phí sản xuất và tăng lợi nhuận cho công ty, xí nghiệp,
Nghiên cứu thông qua các mô hình và bài báo trên thực tế hiện nay.
Các sản phẩm máy uốn thép của các nước bạn đã cho ra sản phẩm và đưa vào sử dụng trên internet
_Đề xuất & vận dụng của máy uốn thép trong thực tế
_Kiểm nghiệm/Thực nghiệm kết quả nghiên cứu:
Hoàn thành sản phẩm máy uốn thép 3 trục chủ động.
Hiệu quả làm việc của máy phải đạt 85% trở lên.
Phương pháp nghiên cứu lý luận.
_Phương pháp phân tích và tổng hợp lý thuyết.
_Phương pháp mô hình hóa.
Nhóm phương pháp nghiên cứu thực tiễn.
_Phương pháp nghiên cứu sản phẩm hoạt động.
_Phương pháp thực nghiệm khoa học.
4 Cấu trúc của bài báo
Chương 1: Tổng quan về máy uốn thép 3 trục chủ động (đề tài).
Chương 2: Cơ sở lý luận.
Chương 3: Phương án và lựa chọn phương án thiết kế.
Chương 6: Lắp ráp và vận hành máy Kết luận và kiến nghị
1.1 Tình hình nghiên cứu trong nước
Trong cuộc sống hàng ngày, việc sử dụng các sản phẩm đã được định hình ngày càng trở nên phổ biến, đặc biệt trong các lĩnh vực như công nghiệp, xây dựng và trang trí.
Việc sử dụng thép đã được gia công thành các hình dạng khác nhau ngày càng trở nên phổ biến, đặc biệt trong ngành xây dựng như bẻ đai và làm kiềng, cũng như trong ngành mỹ nghệ với các sản phẩm như lồng chim, lồng chứa gia cầm, đan ghế và khung.
Việc uốn sắt bằng phương pháp thủ công tốn nhiều thời gian, sức lao động và chi phí Để khắc phục những nhược điểm này, ngành cơ khí chế tạo cần thiết kế máy móc phù hợp Do đó, máy uốn ra đời với những ưu điểm nổi bật như giá thành rẻ, tiết kiệm thời gian và lao động, đáp ứng kịp thời nhu cầu của xã hội.
Hiện nay, tại Việt Nam, có một số công ty sản xuất máy uốn sắt, trong đó nổi bật là xưởng cơ khí Lâm Quân tại Tp HCM, chuyên sản xuất máy uốn sắt 6 đầu trục Máy này được sử dụng để uốn sắt thép, Inox cho các ứng dụng dân dụng như lan can, cầu thang, ban công, cũng như trong sản xuất công nghiệp Một số đặc điểm kỹ thuật của máy bao gồm
Khung máy động cơ được chế tạo từ vật liệu U12 bền bỉ, đảm bảo độ chắc chắn Trục máy được gia công từ thép cây với đường kính ϴ48, mang lại hiệu suất cao Đặc biệt, hai bên trục máy cho phép di chuyển linh hoạt, đáp ứng nhu cầu sử dụng đa dạng.
Hình 1.1 Máy uốn sắt công ty Lâm Quân
This article focuses on the design and creation of a three-axis bending machine, emphasizing its significance in modern manufacturing The project explores the technical specifications, operational mechanisms, and innovative features of the machine By analyzing its applications in various industries, the study highlights the machine's efficiency and versatility Additionally, it addresses the challenges faced during the design process and presents solutions to optimize performance Overall, this research contributes valuable insights into the development of advanced machinery in engineering.
_Máy uốn ống được sản xuất bởi công ty Đại Phước:
Máy uốn ống thủy lực phi 90 là thiết bị hoạt động nhờ kết hợp với máy bơm điện thủy lực, cho phép uốn các loại ống lớn hoặc cứng với hiệu suất cao.
Các loại ống sắt thép inox có độ cứng cao, vì vậy chỉ có máy uốn ống bằng thủy lực mới có khả năng tạo ra các đường cong theo yêu cầu Hệ thống khuôn thông minh của máy uốn này phù hợp với nhiều kích thước ống khác nhau, đảm bảo tạo ra những đường cong đẹp mà không bị móp méo.
- Motor giảm tốc 3 pha,2 HP
- Hai trục cố định hai bên
- Trục giữa lên xuống độc lập bằng thủy lực
- Trục uốn ỉ50 x 250mm,Vật liệu C45 trui cao tần
Hình 1.2 Máy uốn sắt công ty Đại Phước
Nhu cầu sử dụng sắt uốn tại Việt Nam đang rất lớn, nhưng hiện tại chưa có công ty hay tổ chức nào chuyên sản xuất hoặc nghiên cứu về máy uốn sắt Điều này dẫn đến việc tài liệu và chủng loại máy uốn còn hạn chế Các cơ sở uốn sắt hiện nay chủ yếu là nhỏ lẻ, sử dụng thiết bị lạc hậu với năng suất thấp, chất lượng và thẩm mỹ kém Họ không thể uốn được các đường kính lớn, chủ yếu sử dụng thiết bị thủ công hoặc tự thiết kế, do đó không đáp ứng được nhu cầu trong nước và gặp khó khăn trong việc cạnh tranh với sản phẩm nước ngoài.
1.2 Tình hình nghiên cứu ngoài nước
Sắt hiện nay được sử dụng rộng rãi trong các ngành công nghiệp và xây dựng nội thất với nhiều loại sắt đa dạng về đường kính và vật liệu Nhận thức được tầm quan trọng của sắt thép, việc chế tạo máy uốn phù hợp với nhu cầu trở nên cần thiết Trên thế giới, máy uốn sắt hiện có nhiều loại, từ máy uốn tay đến máy uốn động cơ, NC và CNC, cho phép uốn sắt với nhiều bán kính khác nhau, đạt độ chính xác và năng suất cao.
Máy uốn CNC bán tự động Simpletube Bender là sản phẩm kết hợp công nghệ Đức và Ý, tích hợp máy, thủy lực và điện Với bảng điều khiển màn hình cảm ứng VDU, máy cho phép nhập, lưu trữ và hiển thị dữ liệu cùng thứ tự uốn khác nhau, đảm bảo chuyển động chính xác nhờ vào điều khiển của máy tính công nghiệp Sản phẩm này sở hữu các chức năng tiên tiến như tự chẩn đoán lỗi, lưu trữ bộ nhớ sau khi tắt nguồn, bôi trơn tự động và bảo vệ an toàn.
Hình 1.3 Máy uốn sắt bán tự động Simpletube Bender
Máy uốn sắt bán tự động sử dụng hệ thống thủy lực và được điều khiển bằng bàn đạp chân hoặc nút điều khiển, cho phép uốn cong đến 190 độ Thiết kế puli và cử chắn dưới giúp sắt uốn không bị biến dạng, đảm bảo độ chính xác cao Máy còn có bộ phận tay dẫn sắt phía sau, ngăn phần không uốn cong bị biến dạng Tay uốn được trang bị cữ chắn linh hoạt, dễ dàng điều chỉnh góc uốn, đồng thời máy hoạt động với độ ổn định cao và linh kiện thay thế đơn giản.
The article discusses the design and creation of a three-axis bending machine as part of a vocational training project It emphasizes the importance of practical skills in engineering education, focusing on the machine's technical specifications, operational principles, and potential applications in various industries The project aims to enhance students' understanding of mechanical systems and their ability to innovate in manufacturing processes Additionally, it highlights the significance of hands-on experience in preparing students for future careers in engineering and technology.
Hình 1.4 Máy uốn sắt bán tự động
Máy uốn có thiết kế linh hoạt với các chốt thay đổi, cho phép dễ dàng thay đổi khuôn uốn Thiết bị này thích hợp để uốn sắt có kích thước lớn nhờ vào việc chế tạo khuôn uốn đơn giản hơn so với các loại khuôn uốn kiểu quay.
Hình 1.5 Máy uốn sắt điện thủy lực RAPID T10/M
TỔNG QUAN
Tình hình nghiên cứu trong nước
Trong cuộc sống hàng ngày, việc sử dụng các sản phẩm đã được định hình ngày càng phổ biến, không chỉ trong đời sống cá nhân mà còn trong các lĩnh vực như công nghiệp, xây dựng và trang trí nội thất.
Việc sử dụng thép đã được gia công thành hình dạng đa dạng ngày càng trở nên phổ biến, đặc biệt trong ngành xây dựng với các ứng dụng như bẻ đai và kiềng Ngoài ra, thép cũng được ứng dụng rộng rãi trong ngành mỹ nghệ, chẳng hạn như làm lồng chim, lồng chứa gia cầm, đan ghế và khung Sự linh hoạt trong việc chế tạo thép giúp đáp ứng nhu cầu của nhiều lĩnh vực khác nhau.
Việc uốn sắt bằng phương pháp thủ công tiêu tốn nhiều thời gian, sức lao động và chi phí Để khắc phục những hạn chế này, ngành cơ khí chế tạo và các lĩnh vực liên quan đã thiết kế máy uốn Máy uốn ra đời mang lại nhiều ưu điểm như giá thành thấp, tiết kiệm thời gian và công sức, đáp ứng kịp thời nhu cầu của xã hội.
Hiện nay, tại Việt Nam, một số công ty như xưởng cơ khí Lâm Quân ở TP.HCM đã sản xuất máy uốn sắt 6 đầu trục, chuyên dụng để uốn sắt thép và Inox Máy này được sử dụng rộng rãi trong các ứng dụng dân dụng như làm lan can, cầu thang, ban công, cũng như trong sản xuất công nghiệp Một số đặc điểm kỹ thuật của máy bao gồm khả năng uốn linh hoạt và hiệu suất cao, đáp ứng nhu cầu đa dạng của người dùng.
Khung máy của động cơ được chế tạo từ vật liệu U12, đảm bảo độ chắc chắn cao Trục máy được gia công từ thép cây với đường kính ϴ48, mang lại khả năng chịu lực tốt Đặc biệt, hai bên trục của máy cho phép di chuyển linh hoạt theo ý muốn.
Hình 1.1 Máy uốn sắt công ty Lâm Quân
The project focuses on the design and fabrication of a three-axis bending machine This innovative machine is engineered to enhance efficiency in metalworking processes, allowing for precise and versatile bending capabilities The design incorporates advanced technology to ensure durability and ease of use, making it suitable for various industrial applications By optimizing the bending mechanism, the machine aims to reduce production time and improve overall output quality This project represents a significant step forward in the development of machinery that meets the evolving needs of the manufacturing sector.
_Máy uốn ống được sản xuất bởi công ty Đại Phước:
Máy uốn ống thủy lực phi 90 là thiết bị hoạt động nhờ sự kết hợp với máy bơm điện thủy lực, phù hợp cho việc uốn các loại ống lớn hoặc cứng, mang lại hiệu suất cao.
Các loại ống sắt thép inox có độ cứng cao, do đó chỉ có máy uốn ống thủy lực mới có khả năng tạo ra các đường cong theo yêu cầu Hệ thống khuôn thông minh của máy uốn này phù hợp với nhiều kích thước ống khác nhau, giúp tạo ra những đường cong đẹp mà không bị móp méo.
- Motor giảm tốc 3 pha,2 HP
- Hai trục cố định hai bên
- Trục giữa lên xuống độc lập bằng thủy lực
- Trục uốn ỉ50 x 250mm,Vật liệu C45 trui cao tần
Hình 1.2 Máy uốn sắt công ty Đại Phước
Nhu cầu sử dụng sắt uốn tại Việt Nam rất cao, nhưng hiện nay chưa có công ty hay tổ chức nào chuyên sản xuất hoặc nghiên cứu máy uốn sắt Điều này dẫn đến việc tài liệu và chủng loại máy uốn còn hạn chế Các cơ sở uốn sắt hiện tại chủ yếu là nhỏ lẻ, với thiết bị lạc hậu, năng suất thấp và chất lượng kém, không thể đáp ứng được nhu cầu uốn với đường kính lớn Phần lớn thiết bị là thủ công hoặc tự thiết kế, không đủ khả năng cạnh tranh với sản phẩm nước ngoài.
Tình hình nghiên cứu ngoài nước
Sắt được sử dụng phổ biến trong các ngành công nghiệp và xây dựng nội thất, với nhiều loại và kích thước khác nhau Nhận thấy tầm quan trọng của sắt thép, việc chế tạo máy uốn phù hợp với nhu cầu là rất cần thiết Hiện nay, máy uốn sắt có nhiều loại, từ máy uốn tay đến máy uốn động cơ, NC và CNC, cho phép uốn sắt với nhiều bán kính khác nhau, đạt độ chính xác và năng suất cao.
Máy uốn CNC bán tự động Simpletube Bender là sự kết hợp hoàn hảo giữa công nghệ Đức và Ý, tích hợp máy, thủy lực và điện Sản phẩm được trang bị bảng điều khiển màn hình cảm ứng VDU, cho phép nhập, lưu trữ và hiển thị dữ liệu cùng thứ tự uốn khác nhau Với khả năng điều khiển chính xác từ máy tính công nghiệp, máy CNC này còn sở hữu các chức năng tiên tiến như cảnh báo tự chẩn đoán lỗi, lưu trữ bộ nhớ sau khi tắt nguồn, bôi trơn tự động và tính năng bảo vệ an toàn.
Hình 1.3 Máy uốn sắt bán tự động Simpletube Bender
Máy uốn sắt bán tự động sử dụng hệ thống thủy lực, điều khiển bằng bàn đạp chân hoặc nút điều khiển, cho phép uốn cong đến 190 độ Với puli và cử chắn dưới, máy đảm bảo sắt uốn không bị biến dạng và đạt độ chính xác cao Thiết kế máy có bộ phận tay dẫn sắt phía sau giúp phần không uốn cong giữ nguyên hình dạng Tay uốn có cữ chắn linh hoạt, dễ dàng điều chỉnh góc uốn, mang lại sự ổn định cao trong quá trình làm việc và linh kiện thay thế đơn giản.
The thesis focuses on the design and creation of a three-axis bending machine This project aims to enhance manufacturing efficiency by developing innovative machinery tailored for specific industrial applications The design process incorporates advanced engineering principles, ensuring the machine meets operational requirements and safety standards By integrating modern technology, the project aspires to contribute to the advancement of manufacturing processes and improve productivity in relevant sectors.
Hình 1.4 Máy uốn sắt bán tự động
Máy uốn với các chốt thay đổi cho phép dễ dàng thay đổi khuôn uốn, thích hợp cho việc uốn sắt có kích thước lớn Thiết kế khuôn uốn của máy này đơn giản hơn so với các loại máy uốn kiểu quay.
Hình 1.5 Máy uốn sắt điện thủy lực RAPID T10/M
Máy uốn sắt tự động CNC Gute SGW12D-2, sản xuất tại Trung Quốc, chuyên dùng để uốn và bẻ đai sắt thép trong xây dựng Với hệ thống điều khiển CNC tự động, máy dễ dàng thao tác và có khả năng uốn các loại đai sắt với biên dạng phức tạp như vuông, chữ nhật, chữ H, tam giác, hình sao và cả hình tròn Đặc biệt, máy có đường kính uốn lớn nhất là phi 12 mm, mang lại hiệu quả cao trong công việc xây dựng.
Tieu luan sử dụng rộng rãi đề uốn các loại đai thép xây dựng, các nhà máy sản xuất dây thép công nghiệp.
Hình 1.6 Máy uốn sắt tự động CNC Gute SGW12D-2
Máy uốn CNC SOCO mới được trang bị công nghệ uốn trái và phải, mang lại độ linh hoạt tối đa và giảm thiểu nhiễu Thiết bị này đặc biệt phù hợp cho việc chế tạo các bộ phận và hình dạng phức tạp như phần tựa đầu ô tô, đường dẫn nhiên liệu, và hệ thống sưởi, làm mát Máy uốn ống sử dụng từ 5 đến 10 trục CNC điện và 2 đến 3 ống uốn, kết hợp với công nghệ DGT độc đáo của SOCO (Truyền động bánh răng trực tiếp).
Hình 1.7 Máy uốn CNC SOCO
The thesis focuses on the design and creation of a three-axis bending machine It explores the technical specifications, operational principles, and innovative features that enhance its efficiency The study emphasizes the importance of precision engineering in the development of this machine, highlighting its applications in various industries Additionally, the research addresses potential challenges and solutions in the manufacturing process, aiming to contribute to advancements in mechanical design The ultimate goal is to provide insights that can lead to improved productivity and quality in metal bending operations.
CƠ SỞ LÍ LUẬN
Yêu cầu
Uốn được các loại thép ống, thép hình chữ I, T, U, H, V, sắt hộp.
PHƯƠNG ÁN VÀ LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ
Nghiên cứu và phương án để lựa chọn
Với máy uốn thép 3 trục chủ động này thì có một số công dụng sau đây:
_Dễ sử dụng và nâng cao năng suất cho việc uốn thép.
Việc vận hành máy uốn có thể đơn giản hóa với chỉ 1 hoặc 2 công nhân, giúp tiết kiệm chi phí nhân công hiệu quả Sau khi quá trình uốn hoàn tất, công nhân chỉ cần lấy chi tiết sản phẩm, tối ưu hóa quy trình làm việc.
_ Máy có khả uốn được nhiều sản phẩm hình dạng khác nhau
3.1.1 Phương án 1: Truyền động bằng bánh răng trụ răng thẳng
Hình 3.1 Truyền động bằng bánh răng trụ răng thẳng Ưu điểm:
_ Bô truyền bánh răng có kích thước nhỏ gọn hơn các bộ truyền khác, khi làm việc với cùng công suất, số vòng quay và tỷ số truyền.
_ Bộ truyền bánh răng có khả năng tải cao hơn so với các bộ truyền khác, khi có cùng kích thước
_Tỷ số truyền không thay đổi, số vòng quay n 2 ổn định.
_ Hiệu suất truyền động cao hơn các bộ truyền khác_ Làm việc chắc chắn, tin cậy có tuổi bền cao.
The thesis project focuses on the design and creation of a three-axis bending machine This innovative equipment is essential for various industrial applications, enabling precise and efficient bending of materials The project encompasses detailed research, design principles, and practical implementation, ensuring the machine meets industry standards By integrating advanced technology and engineering techniques, the three-axis bending machine is poised to enhance productivity and accuracy in manufacturing processes This work not only contributes to academic knowledge but also offers practical solutions for real-world engineering challenges.
_Bộ truyền bánh răng yêu cầu gia công chính xác cao, cần phải có dao chuyên dù giá thành tương đối đắt.
_Bộ truyền làm việc có nhiều tiếng ồn, nhất là khi vận tốc làm việc cao.
_Khi sử dụng cần phải chắm sóc, bôi trơn đầy đủ
3.1.2 Phương án 2: Truyền động bằng xích
Hình 3.2 Truyền động bằng xích Ưu điểm:
_Bộ truyền xích có giá thành rẻ, dễ chế tạo hơn bộ truyền bánh răng.
_ Bộ truyền xích có thể truyền chuyển động giữa hai trục xa nhau, mà kích thước của bộ truyền không lớn
_ Bộ truyền xích có thể truyền chuyền động từ một trục dẫn đến nhiều trục bị dẫn ở xa nhau.
_Bộ truyền xích có vận tốc và tỷ số truyền tức thời không ổn định.
_ Bộ truyền làm việc có nhiều tiếng ồn.
_ Yêu cầu chăm sóc, bôi trơn thường xuyên trong quá trình sử dụng.
_ Bản lề xích mau bị mòn, và có quá nhiều mối ghép, nên tuổi thọ không cao.
Cách uốn thép
Nguyên lí: đặt thanh hoặc ống thép lên 2 ROLLER sau đó di chuyển 2 ROLLER đi lên để tạo ra bán kính uốn theo yêu cầu
THIẾT KẾ MÁY
Thiết kế phần cơ khí
Từ những điều kiện có sẵn:
_Động cơ có n50/102 = 14,22 (v/ph) _Số vòng quay của ROLLER được tham khảo ngoài thực tế nằm trong khoảng 5-10 v/ph
Hình 4.1 Sơ đồ bố trí các trục
Chọn vật liệu chế tạo các trục là thép C45 tôi, thường hóa có giới hạn bền σ b `0 Mpa ; và giới hạn chảy σ ch 40 Mpa Ứng suất xoắn cho phép [ τ ] 20 Mpa
4.1.2.2 Phân phối tỉ số truyền: u = z 2 z 1 =
Đề tài luận văn tốt nghiệp này tập trung vào việc thiết kế và chế tạo máy uốn sắt 3 trục Máy uốn sắt 3 trục được phát triển nhằm đáp ứng nhu cầu gia công kim loại trong ngành xây dựng và sản xuất Qua quá trình nghiên cứu, thiết kế, và chế tạo, bài luận sẽ trình bày các phương pháp kỹ thuật, nguyên lý hoạt động, cũng như những ứng dụng thực tiễn của máy Mục tiêu cuối cùng là tạo ra một sản phẩm hiệu quả, tiết kiệm chi phí và nâng cao năng suất lao động trong ngành công nghiệp chế tạo.
Từ bảng 2.3 trang 19 tài liệu [1] ta có:
Hiệu suất bộ truyền bánh răng: η br = 0,93
Hiệu suất 1 cặp ổ lăn: η ol = 0,99
4.1.2.3 Tính toán thiết kế trục 1
D t tra bảng 16.10a tài liệu [2] ta có D t = 200 mm
Với α t ,α tw tính theo công thức ở bảng 6.11 Đối với răng nghiêng không dịch chỉnh α tw = α t =arctg (tg α /cos β )
Tieu luan α tw = α t =arctg( tg 20 o cos 0 o ) o
Phương trình tổng lực theo phương X:
Xác định mômen tổng uốn theo công thức 10.15 tài liệu [1]:
Xác định mômen tương đương theo công thức 10.16 tài liệu [1]:
MtdA = 451896,12 Nmm MtdB = 1292765,39 Nmm MtdC = 1254339,07 Nmm
Tính đường kính trục theo bảng 10.5 tài liệu [1]: với đường kính sơ bộ d1 = 60 mm ta chọn [ σ ]
Bài tiểu luận tốt nghiệp thiết kế chế tạo máy uốn sắt 3 trục tập trung vào việc xác định các thông số kỹ thuật quan trọng cho các đoạn trục Cụ thể, đoạn trục lắp ổ lăn có đường kính dA = 45 mm, đoạn trục lắp bánh răng có đường kính dB = 60 mm, và đoạn trục lắp khớp nối có đường kính dC = 57,21 mm Việc chọn lựa đường kính các đoạn trục này tuân theo các tiêu chuẩn kỹ thuật nhằm đảm bảo hiệu suất và độ bền cho máy uốn sắt 3 trục.
Hình 4.2 Biểu đồ momen trục 1
4.1.2.4 Tính toán thiết kế trục 2
2 = 1645551 Nmm Đường kính trục sơ bộ:
T’ 2 = 1645551 (Nmm) Mtđj = √ M 2 yi + M xi 2 + 0,75 T 2 j (CT 10.16 [1])
M tđ A 2 =¿ 1425088,97 (Nmm) d j = √ 3 0,1 M tdj [ σ ] ( bảng 10,5 [1] chọn[ σ
This article focuses on the design and creation of a three-axis bending machine, emphasizing its significance in industrial applications The project aims to enhance the efficiency and precision of metal bending processes Key considerations include the selection of materials, mechanical design principles, and the integration of advanced technologies The study also highlights the importance of safety features and user-friendly interfaces in machine design Overall, this project serves as a valuable contribution to the field of mechanical engineering and manufacturing technology.
Hình 4.3 Biểu đồ momen trục 2
Hình 4.4 Kiểm nghiệm độ an toàn của trục 2 trên Inventor
Hình 4.5 Độ chuyển vị của trục 2 mô phỏng bằng Inventor
The thesis focuses on the design and creation of a three-axis bending machine, emphasizing its significance in modern manufacturing This project aims to enhance production efficiency and precision in metalworking processes By integrating advanced engineering principles, the machine is designed to meet industry standards and improve operational capabilities The development process includes detailed research, prototyping, and testing to ensure functionality and reliability Ultimately, this work contributes to the field of mechanical engineering and supports innovation in manufacturing technology.
Hình 4.6 Ứng suất trên trục 2 mô phỏng bằng Inventor
4.1.2.5 Tính toán thiết kế trục 3 và 5
Với α t ,α tw tính theo công thức ở bảng 6.11 Đối với răng nghiêng không dịch chỉnh α tw = α t =arctg (tg α /cos β )
Tieu luan α tw =α t =arctg ( tg 20 o cos 0 o )= 20 o
Trong mặt phẳng yoz Xét phương trình mômen tại B:
Phương trình tổng lực theo phương Y:
Xét phương trình mômen tại B:
264 %153 , 41( N ) Phương trình tổng lực theo phương X:
Xác định mômen tổng uốn theo công thức 10.15 tài liệu [1]:
This article focuses on the design and creation of a three-axis bending machine, highlighting the engineering principles and innovative techniques involved in its development It emphasizes the significance of precision and efficiency in the manufacturing process, as well as the machine's applications in various industries The study also explores the challenges faced during the design phase and the solutions implemented to overcome them, ensuring optimal performance and reliability Overall, the project aims to contribute valuable insights into mechanical design and fabrication, showcasing the importance of advanced machinery in modern manufacturing.
Xác định mômen tương đương theo công thức 10.16 tài liệu [1]:
MtdA = 1325296,862 Nmm MtdB = 2148124,31 Nmm MtdC = 2260238,24 Nmm MtdD = 1325296,862 Nmm Tính đường kính trục theo bảng 10.5 tài liệu [1]: với đường kính sơ bộ d1 = 65 mm ta chọn [ σ ]
Theo các tiêu chuẩn đã chọn, đường kính các đoạn trục được xác định như sau: dA = 60 mm cho đoạn trục lắp ROLLER, dB = 70 mm và dC = 70 mm cho các đoạn trục ổ lăn.
Tieu luan dD = 60 mm ( đoạn trục lắp bánh răng
Hình 4.7 Biểu đồ momen trục 3 và 5
The thesis focuses on the design and creation of a three-axis bending machine, highlighting its significance in modern manufacturing processes This project aims to enhance productivity and precision in metalworking applications By integrating advanced technology and innovative design principles, the machine is expected to improve efficiency and reduce operational costs The research outlines the technical specifications, operational mechanisms, and potential applications of the bending machine, emphasizing its role in various industrial sectors Ultimately, this project contributes to the advancement of mechanical engineering and offers valuable insights for future developments in machinery design.
Hình 4.8 Kiểm nghiệm độ an toàn của trục 3 trên Inventor
Hình 4.9 Độ chuyển vị của trục 3 và 5 mô phỏng bằng Inventor
Hình 4.10 Ứng suất trên trục 3 và 5 mô phỏng bằng Inventor 4.1.3 Chọn ổ lăn Ổ lăn của Trục II
Vì chỉ chịu lực hướng tâm do lực dọc trục = 0, nên ta sử dụng ổ bi đỡ 1 dãy cho các gối đỡ.
Với đường kính ngõng trục d C2 = 80 mm, chúng ta chọn ổ bi đỡ 1 dẫy cỡ trung, ký hiệu ổ 216, có các thông số như sau: đường kính trong d = 80 mm, đường kính ngoài D = 140 mm, khả năng tải động C = 57 kN, khả năng tải tĩnh C0 = 45,4 kN, b = mm, r = 3 mm, và đường kính bi = 19,05 mm.
- Kiểm nghiệm khả năng tải động:
Tải trọng hướng tâm tác dụng lên ổ C 2 và B 2 :
Lực dọc trục F a = 0 (N), theo công thức 11.3 tài liệu [1]:
X = 1; Y = 0; vì vòng trong quay nên V = 1; Nhiệt độ < 105 0 C nên K t = 1; công suất nhỏ nên K d = 1,2.
- Thời gian làm việc của ổ:
L H : tuổi thọ tính bằng triệu vòng quay.
K HE : Chế độ làm việc IV: nhẹ
This article focuses on the design and creation of a three-axis bending machine, which is essential for various industrial applications The project emphasizes the importance of innovative engineering solutions in enhancing manufacturing efficiency By exploring advanced design techniques and materials, the study aims to improve the performance and reliability of bending machines Additionally, it highlights the significance of adhering to safety standards and optimizing operational processes to meet industry demands Overall, the research contributes valuable insights into the development of high-quality bending machinery.
Theo11.4 bảng 6.4 tài liệu [1]: K HE = 0,125
L H =K HE (5 năm x 300 ngày x 2 ca x 8 giờ) = 0,125.24000 = 3000
Khả năng tải trọng động của ổ xác định theo cong thức 11.1 tài liệu [1]:
C d =Q m √ L Trong đó: Q: Tải trọng động quy ước
L: Tuổi thọ m = 3: Sử dụng ổ bi
Thấy C d < C W(kN) nên khả năng tải động của ổ được đảm bảo.
- Kiểm tra khả năng tải tĩnh:
Theo công thức (11.19) ta có:
Q t1 = X 0 F r (X 0 = 0,6 theo bảng 11.6 tài liệu [1]) = 0,6.38,3147= 22,99 (kN)
Q 0 = max[Q t1 ; Q t2 ] = 38,3147 (kN) < C 0 = 45,4(kN) Vậy khả năng tải tĩnh của ổ lăn được đảm bảo
Tieu luan Ổ lăn của Trục III- Trục V
Vì chỉ chịu lực hướng tâm do lực dọc trục = 0, nên ta sử dụng ổ bi đỡ 1 dãy cho các gối đỡ.
Với đường kính ngõng trục 65 mm, theo bảng P2.7 tài liệu [1], chúng ta lựa chọn ổ bi đỡ 1 dãy cỡ trung, ký hiệu ổ 213 Ổ này có đường kính trong d = 80 mm, đường kính ngoài D = 120 mm, khả năng tải động C là 44,9 kN và khả năng tải tĩnh C0 là 34,7 kN Thông số B là mm, r = 2,5 mm, và đường kính bi là 16,67 mm.
- Kiểm nghiệm khả năng tải động:
Tải trọng hướng tâm tác dụng lên ổ C 2 và B 2 :
F rB = √ F 2 xB + F 2 yB = √ 6935,3 2 +17623,9 2 939( N ),939(kN ) Lực dọc trục F a = 0 (N), theo công thức 11.3 tài liệu [1]:
X = 1; Y = 0; vì vòng trong quay nên V = 1; Nhiệt độ < 105 0 C nên K t = 1; công suất nhỏ nên K d = 1,2.
- Thời gian làm việc của ổ:
L H : tuổi thọ tính bằng triệu vòng quay.
K HE : Chế độ làm việc IV: nhẹ Theo11.4 bảng 6.4 tài liệu [1]: K HE = 0,125
L H =K HE (5 năm x 300 ngày x 2 ca x 8 giờ) = 0,125.24000 = 3000
Khả năng tải trọng động của ổ xác định theo cong thức 11.1 tài liệu [1]:
C d =Q m √ L Trong đó: Q: Tải trọng động quy ước
L: Tuổi thọ m = 3: Sử dụng ổ bi
The thesis project focuses on the design and creation of a three-axis bending machine This innovative machine is essential for various industrial applications, allowing for precise and efficient bending of materials The project emphasizes the importance of engineering principles in the development process, ensuring the machine meets performance and safety standards By integrating advanced technology and user-friendly features, the three-axis bending machine aims to enhance productivity in manufacturing environments Overall, this project showcases the application of theoretical knowledge in practical engineering solutions.
- Kiểm tra khả năng tải tĩnh:
Theo công thức (11.19) ta có:
Q t1 = X 0 F r (X 0 = 0,6 theo bảng 11.6 tài liệu [1]) = 0,6.25,303= 15,18 (kN)
Q 0 = max[Q t1 ; Q t2 ] = 25,303 (kN) < C 0 = 34,7(kN) Vậy khả năng tải tĩnh của ổ lăn được đảm bảo
Máy uốn thép 3 trục chủ động có khả năng uốn các loại thép hộp, thép hình và thép ống Để đảm bảo hiệu quả uốn, các ROLLER được thiết kế phù hợp với hình dạng của từng loại thép Qua quá trình nghiên cứu, ba hình dáng ROLLER đã được phát triển để đáp ứng nhu cầu này.
The article focuses on the design and creation of a three-axis bending machine, emphasizing its significance in industrial applications It outlines the key principles of mechanical design, including the selection of materials, structural integrity, and operational efficiency The project aims to enhance productivity and precision in bending processes, showcasing innovative engineering solutions Additionally, the article discusses the challenges faced during development and the methodologies employed to overcome them Overall, it highlights the importance of advanced machinery in modern manufacturing and its impact on improving workflow and product quality.
Hình 4.14 Uốn thép dạng thanh
Hình 4.13 Uốn thép hình chữ L
The thesis focuses on the design and creation of a three-axis bending machine This project aims to develop a machine that enhances precision and efficiency in bending operations The design process involves selecting suitable materials and components to ensure durability and functionality Additionally, the project emphasizes the importance of safety measures and operational guidelines for users Through this work, the thesis contributes to advancements in manufacturing technology and provides valuable insights for future developments in machine design.
CHẾ TẠO MÁY
Các thành phần chính của máy
Máy gồm các thành phần chính sau:
Hình 5 1 : Các thành phần chính của máy
LẮP RÁP VÀ VẬN HÀNH MÁY
1.1 Tình hình nghiên cứu trong nước
Trong cuộc sống hàng ngày, việc sử dụng các sản phẩm đã được định hình ngày càng trở nên phổ biến, không chỉ trong đời sống cá nhân mà còn trong các lĩnh vực như công nghiệp, xây dựng và trang trí nội thất.
Việc sử dụng thép đã được sắt gia công thành các hình dạng khác nhau ngày càng trở nên phổ biến, đặc biệt trong ngành xây dựng với các ứng dụng như bẻ đai và kiềng, cũng như trong ngành mỹ nghệ với các sản phẩm như lồng chim, lồng chứa gia cầm, và đồ nội thất như ghế và khung.
Việc uốn sắt bằng phương pháp thủ công tốn nhiều thời gian, công sức và chi phí, do đó, ngành cơ khí chế tạo cần thiết kế máy móc để khắc phục những nhược điểm này Máy uốn ra đời mang lại nhiều lợi ích như chi phí thấp, tiết kiệm thời gian và sức lao động, đáp ứng kịp thời các yêu cầu của xã hội.
Hiện nay, tại Việt Nam, một số công ty như xưởng cơ khí Lâm Quân ở TP HCM đã sản xuất máy uốn sắt 6 đầu trục, phục vụ cho việc uốn sắt thép và Inox Máy này được sử dụng rộng rãi trong các ứng dụng dân dụng như làm lan can, cầu thang, ban công, cũng như trong sản xuất công nghiệp Một số đặc điểm kỹ thuật của máy cũng rất đáng chú ý.
Khung máy động cơ được chế tạo từ vật liệu U12, mang lại độ bền cao Trục máy được gia công từ thép cây với đường kính ϴ48, đảm bảo khả năng hoạt động ổn định Đặc biệt, hai bên trục máy có khả năng di chuyển linh hoạt, tạo thuận lợi trong quá trình sử dụng.
Hình 1.1 Máy uốn sắt công ty Lâm Quân
The thesis focuses on the design and creation of a three-axis bending machine It explores the technical specifications, operational mechanisms, and the innovative features that enhance its efficiency The study emphasizes the importance of precision engineering in the development process, ensuring the machine meets industry standards Additionally, it highlights the potential applications of the bending machine in various sectors, showcasing its versatility and contribution to modern manufacturing The research aims to provide insights into the design challenges and solutions encountered during the project, ultimately contributing to advancements in mechanical engineering.
_Máy uốn ống được sản xuất bởi công ty Đại Phước:
Máy uốn ống thủy lực phi 90 hoạt động hiệu quả nhờ sự kết hợp với máy bơm điện thủy lực, phù hợp cho việc uốn các loại ống lớn hoặc cứng Sản phẩm này mang lại hiệu suất cao trong quá trình sử dụng.
Các loại ống sắt thép inox có độ cứng cao, đòi hỏi sử dụng máy uốn ống bằng thủy lực để tạo ra các đường cong mong muốn Hệ thống khuôn thông minh cho phép uốn nhiều loại ống với kích thước khác nhau, đảm bảo các đường cong được tạo ra đẹp mắt và không bị móp méo.
- Motor giảm tốc 3 pha,2 HP
- Hai trục cố định hai bên
- Trục giữa lên xuống độc lập bằng thủy lực
- Trục uốn ỉ50 x 250mm,Vật liệu C45 trui cao tần
Hình 1.2 Máy uốn sắt công ty Đại Phước
Nhu cầu sử dụng sắt uốn tại Việt Nam rất lớn, nhưng hiện tại chưa có công ty hay tổ chức nào chuyên sản xuất hoặc nghiên cứu máy uốn sắt Tài liệu và chủng loại máy uốn còn hạn chế, trong khi các cơ sở uốn sắt nhỏ lẻ sử dụng thiết bị lạc hậu, dẫn đến năng suất thấp và chất lượng kém Hầu hết các thiết bị hiện có đều là thủ công hoặc tự thiết kế, không đáp ứng được nhu cầu trong nước và không đủ sức cạnh tranh với sản phẩm ngoại nhập.
1.2 Tình hình nghiên cứu ngoài nước
Hiện nay, sắt đóng vai trò quan trọng trong nhiều ngành công nghiệp và xây dựng nội thất, với đa dạng chủng loại và kích thước Do đó, việc chế tạo máy uốn sắt phù hợp với nhu cầu là rất cần thiết Trên thị trường hiện tại, máy uốn sắt có nhiều loại, từ máy uốn bằng tay đến máy uốn động cơ, NC và CNC, cho phép uốn sắt với nhiều bán kính khác nhau, đạt độ chính xác và năng suất cao.
Máy uốn CNC bán tự động Simpletube Bender là sản phẩm kết hợp công nghệ Đức và Ý, tích hợp máy, thủy lực và điện Với bảng điều khiển màn hình cảm ứng VDU, máy cho phép nhập, lưu trữ và hiển thị dữ liệu uốn khác nhau Đặc biệt, máy CNC sở hữu các chức năng tiên tiến như cảnh báo tự chẩn đoán lỗi, lưu trữ bộ nhớ sau khi tắt nguồn, bôi trơn tự động và bảo vệ an toàn, mang lại hiệu suất và độ chính xác cao trong quá trình uốn.
Hình 1.3 Máy uốn sắt bán tự động Simpletube Bender
Máy uốn sắt bán tự động sử dụng hệ thống thủy lực, cho phép điều khiển bằng bàn đạp chân hoặc nút điều khiển, giúp uốn cong sắt lên đến 190 độ Thiết kế puli và cử chắn dưới đảm bảo sắt uốn không bị biến dạng, mang lại độ chính xác cao Máy còn có bộ phận tay dẫn sắt phía sau, giúp bảo vệ phần không uốn cong khỏi biến dạng Tay uốn được trang bị cữ chắn linh hoạt, giúp điều chỉnh góc uốn dễ dàng Với độ ổn định cao và linh kiện thay thế đơn giản, máy là lựa chọn lý tưởng cho công việc uốn sắt.
The project focuses on the design and creation of a three-axis bending machine, aiming to enhance efficiency and precision in metalworking applications This innovative machine will facilitate complex bending processes, making it suitable for various industrial uses By implementing advanced engineering principles, the project seeks to optimize performance while ensuring safety and reliability The development of this machine represents a significant advancement in manufacturing technology, contributing to improved productivity in metal fabrication industries.
Hình 1.4 Máy uốn sắt bán tự động
Máy uốn được thiết kế với các chốt thay đổi, cho phép dễ dàng thay đổi khuôn uốn Thiết bị này thích hợp để uốn sắt có kích thước lớn, nhờ vào việc chế tạo khuôn uốn đơn giản hơn so với các loại khuôn uốn kiểu quay.
Hình 1.5 Máy uốn sắt điện thủy lực RAPID T10/M
Máy uốn sắt tự động CNC Gute SGW12D-2, sản xuất tại Trung Quốc, là thiết bị lý tưởng cho việc uốn sắt xây dựng và bẻ đai sắt thép Với hệ thống điều khiển CNC, máy dễ dàng thao tác và có khả năng uốn các loại đai sắt với hình dạng phức tạp như vuông, chữ nhật, chữ H, tam giác, hình sao và cả hình tròn Đặc biệt, máy có đường kính uốn lớn nhất lên đến phi 12 mm, đáp ứng nhu cầu đa dạng trong ngành xây dựng.
Tieu luan sử dụng rộng rãi đề uốn các loại đai thép xây dựng, các nhà máy sản xuất dây thép công nghiệp.
Hình 1.6 Máy uốn sắt tự động CNC Gute SGW12D-2