Nghiên ứu thiết kế máy hàn điểm điều khiển plc

SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ CỦA MÁY HÀN ĐIỂM.... Các thông s chính cốủa máy hàn điểm .... đã được trích dẫn từ tài liệu tham khảo thì các số thliệu, nội dung còn lại được công bố trong Luận văn này

Trang 1

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI

Trang 3

Học Viên: NGÔ TRỌNG BÍNH Page 1 CB11B

MỤC LỤC

LỜI CAM ĐOAN 4

DANH M C CÁC KÝ HI U VÀ CH VI T T T 5Ụ Ệ Ữ Ế Ắ DANH M C B NG 6Ụ Ả DANH M C HÌNH 7Ụ M Ở ĐẦU 8

CHƯƠNG 1 T NG QUAN V Ổ Ề MÁY HÀN ĐIỂM 9

1.1 SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ C ỦA MÁY HÀN ĐIỂ M 9

1.1.1 Sơ đồ máy hàn điể m 9

1.1.2 Nguyên lý c ủa máy hàn điể m 9

1.2 Các thông s chính c ố ủa máy hàn điể m 10

1.2.1 Cường độ dòng điệ n hàn ( I ): 10

1.2.2 L ực ép của máy hàn điể m 14

CHƯƠNG 2 TÍNH TOÁN THI T K H THẾ Ế Ệ ỐNG CƠ KHÍ MÁY HÀN ĐIỂM 17

2.1 Tính toán khung máy hàn điểm 17

2.2 Sơ đồ nguyên lý d ẫn độ ng xylanh khí nén 19

2.3 Thi t b khí nén 20 ế ị 2.3.1 B l c khí 20 ộ ọ 2.3.2 H ệ thống bôi trơn 21

2.3.3.Van khí điệ ừ n t 22

2.3.4.Van ti ết lưu 22

CHƯƠNG 3 TÍNH TOÁN,THI T K H THẾ Ế Ệ ỐNG ĐIỆN MÁY HÀN ĐIỂM 24

3.1 Tính ti t di n c ế ệ ủa các phầ ử ạ n t m ch vòng th c p 24 ứ ấ 3.1.1.Tính toán đệ n tr thu n m ch vòng th c p R ở ầ ạ ứ ấ B 26

3.1.2 Điệ n tr ở đoạ n m ch gi ạ ữa điệ n c c v ự ới điệ n c c : R ự ĐC 29

3.1.3 C m kháng m ch vòng th c p 33 ả ạ ứ ấ 3.2.Tính toán máy bi ến áp 35

3.2.1 L ựa chọ n ki u máy bi n áp 36 ể ế 3.2.2 L ựa chọ n k t c ế ấu dây sơ cấ p 38

Trang 4

3.2.3 L ựa chọ n k t c u dây th c p 39 ế ấ ứ ấ 3.2.4 L ựa chọn sơ đồ đấ u n i 41 ố 3.2.5.Tính toán máy bi n áp 45 ế 3.2.5.1 S vòng dây th c p 45 ố ứ ấ

3.2.5.2 S ố vòng dây sơ cấ p 45

3.2.5.3 Phân b ố điệ n áp th c p 45 ứ ấ 3.2.5.4 S ố vòng dây sơ cấ ở ỗi cấ p m p 46

3.2.5.5 C ấp định mứ c 47

3.2.5.6 H s máy bi n áp 47 ệ ố ế 3.2.5.7 H s k n ệ ố ể đế ảnh hưở ng c a dòng không t ủ ải đến dòng sơ cấp đị nh mức k 1 47

3.2.5.8 Dòng sơ ấp đị c nh m c 48 ứ 3.2.5.9 Dòng sơ cấp tính toán 48

3.2.5.10.Dòng điệ n tính toán m i c p 48 ở ỗ ấ 3.2.5.11 Ti t di ế ện yêu cầ u c a dây cu ủ ốn sơ cấ p b ằng đồng 49

3.2.5.12 Ti t di ế ện yêu cầ u c a toàn b ủ ộ dây cuốn sơ cấ p 50

3.2.5.13 Dòng điệ n tính toán c a cu n dây cu n th c p trên c ủ ộ ố ứ ấ ấp đị nh m c ứ : 50

3.2.5.14 Sơ bộ ch n m ọ ật độ dòng điệ n trên vòng dây th c p 50 ứ ấ 3.2.5.15 Ti t di ế ện dây cuố n th c p 50 ứ ấ 3.2.5.16 Ti t di ế ện tổ ng c ng dây cu ộ ốn sơ cấ p và th c p 50 ứ ấ 3.2.5.17 Kích thước lõi 50

3.2.5.18 Phân b ố các bánh dây sơ cấ p 52

3.2.5.19 Các kích thướ c c a cu ủ ộn dây sơ cấ p 52

3.2.5.20 Kiể m nghi m mật độ dòng điệ ệ n bánh dây 54

3.2.5.21 Kích thước bánh dây 55

3.2.5.22 Tính đĩa thứ ấ c p 58

3.2.5.23 Các t ấm đệ m 60

3.2.5.24 Phân b khe h 60 ố ở 3.2.5.25 Tính kh ối lượng vòng dây sơ cấ p, th c p, t ứ ấ ấm đệ m 61

3.2.5.26 Tính t n hao không t i c a ổ ả ủ máy biến áp 64

Trang 5

3.2.5.27 Tính điệ n tr 67 ở 3.2.5.28 Tính t ổn hao sơ cấ p 70 3.2.5.29 T n hao th c p 70 ổ ứ ấ 3.2.5.30 T ng tr c ổ ở ủa máy 71 3.2.5.31.Tính điệ n áp ng n m ch 75 ắ ạ 3.2.5.32 Hiệ u su t máy bi n áp 76 ấ ế 3.2.5.33 Tính nhi t 76 ệ

CHƯƠNG 4 THI T K B ĐI U KHI N CHU Ế Ế Ộ Ề Ể TRÌNH HÀN 82 4.1 B ộ điề u khi n chu trình hàn 82 ể 4.2 Thi t k b ế ế ộ điề u khi n chu trình hàn 82 ể 4.2.1 Gi i thi u b ớ ệ ộ điề u khi n PLC CPM2A 83 ể 4.3 Xây d ựng thuậ t toán 87 4.4 Vi ết chương trình điề u khi n 88 ể

CHƯƠNG 5 THI T K CH TẾ Ế Ế ẠO MÔ HÌNH MÁY HÀN ĐIỂM 92

K T LU N 96Ế Ậ

TÀI LI U THAM KH O 100Ệ Ả

Trang 6

LỜI CAM ĐOAN

Tôi là Ngô Trọng Bính ọ , h c viên l p Cao h c Công ngh hàn – ớ ọ ệ Khoá 2011, Trườ ng

Đạ ọ i h c Bách Khoa Hà N i, th c hi ộ ự ện đề tài: “Nghiên c u thi t k ứ ế ế máy hàn điể m điề u khi n PLC” ể

Tác gi nghiên c u thi t k ả ứ ế ế máy hàn điểm điề u khi ển PLC,do PGS.TS Đào Quang K ế và PGS.TS.Bùi Văn Hạ nh Tác gi ả xin cam đoan rằ ng: Ngo i tr ạ ừ các s ố

li ệu, các bảng biểu, các đồ ị,… đã được trích dẫn từ tài liệu tham khảo thì các số th

li ệu, nội dung còn lại được công bố trong Luận văn này là của tác giả đưa ra Nếu sai tôi xin hoàn toàn ch u trách nhi m ị ệ

Hà N i, ngày ộ 26 tháng 3năm 2014

H c viên ọ

Ngô Tr ng Bính ọ

Trang 7

Trang 8

Trang 9

DANH M C HÌNH Ụ

Hình 1.1 Sơ đồ nguyên lý máy hàn điể m 9

Hình 1.2.a Sơ đồ phân b nhi ố ệt khi hàn điể m 11

Hình 1.2.b Gi ản đồ xác đị nh A0 14

Hình 1.2.c Đồ ị th quan h gi a các thông s ệ ữ ố khi hàn điể m 15

Hình 2.1.a K t c ế ấu khung máy hàn điể m 17

Hình 2.1.b Sơ đồ tính toán khung máy hàn điể m 17

Hình 2.1.c M t c t ngang khung d m 18 ặ ắ ầ Hình 2.2 Sơ đồ ẫn độ d ng khí nén 19

Hình 2.3.a C u t o b l c khí 20 ấ ạ ộ ọ Hình 2.3.b C u t o h th ấ ạ ệ ống bôi trơn 21

Hình 3.1 Sơ đồ điệ n tr ở điệ n c ực với điệ n c c 30 ự Hình 3.2.a Các ki u lõi bi n áp 37 ể ế Hình 3.2.b Các lo i m ạ ạch đấ u n i dây qu ố ấn sơ cấ p 42

Hình 3.2.c Sơ đồ đấ u dây h p lý 45 ợ Hình 3.2.d Ti t di n dây qu ế ệ ấn sơ cấ p 53

Hình 3.2.f Ti t di ế ện đầy đủ dây qu ấn sơ cấ p 56

Hình 3.2.g L ớp cách điệ n 60

Hình 3.2.h Kích thướ c dây qu ấn sơ cấ p 62

Hình 3.2.i Ti t di ế ện đĩa thứ ấ c p 63

Hình 3.2.k Sơ đồ tính nhiệ t 77

Hình 4.1 Chu trình hàn điểm 82

Hình 4.2.a C u trúc c ấ ủa PLC 83

Hình 42.b Đầ u vào ti ếp điểm rơle 84

Hình 4.2.c Đầ u vào Transistor ki u NPN 84 ể Hình 4.2.d Đầ u vào là Transistor ki ểu PNP 85 Hình 4.2.e Sơ đồ ạch điề m u khi n chu trình hàn 86 ể Hình 4.3 Thu ật toán điề u khi n chu trình hàn 87 ể Hình 5.1 B n v thi t k ả ẽ ế ế mô hình máy hàn điể m c nh 93 ỡ ỏ Hình 5.2 K t c ế ấu mô hình máy hàn điể m c nh 94 ỡ ỏ Hình 5.3 Mô hình 3D máy hàn điể m c nh 95 ỡ ỏ

Trang 10

M Ở ĐẦU

Đất nư c ta đang bước vào thời kớ ỳ Công nghiệp hoá hiện đ i hoá ạ

kết cấu thép, vỏ xe ô tô, v tàu thu … pháỏ ỷ t tri n v i tể ớ ốc đ nhanh chóng, thì ộ

hàn là một nhân t r t quan trọố ấ ng Đ đáp ng đư c sự phát triển của các ể ứ ợ

Văn Hạnh em đã nghiên cứ u thi t k máy hàn đi m đi u khi n PLC ế ế ể ề ể

Nội dung cần làm sánng tỏ ủa tề tài này là phần chu trình hàn c

Trong quá trình làm lận văn em đã nh n đư c sự ậ ợ quan tâm, chỉ ả b o

và các bạn bè Tuy nhiên do th i gian làm luờ ận văn có h n, ạ cho nên trong luận

văn này còn có nhiều thiếu sót Mong các thầy cô và các bạn bè quan tâm góp

ý kiến đ luận văn củể a em đư c hoàn thiện hơn ợ

Em xin chân thành cảm ơn các th y cùng toàn th các b n bè, và đặầ ể ạ c bi t là ệ

hướng d n em hoàn thiện luân văn ẫ này

Hà nội, Ngày 22 tháng 03 năm 2014

Tác giả

Ngô Trọng Bính

Trang 11

CHƯƠNG 1

TỔNG QUAN VỀ MÁY HÀN ĐIỂM

1.1 SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ CỦA MÁY HÀN ĐIỂM

Hình 1.1 Sơ đồ nguyên lý máy hàn đi m ể

1.1.2 Nguyên lý của máy hàn điểm

chạy qua chi tiết hàn, chỗ ế ti p xúc có điện tr l n sẽ ịở ớ b nung nóng đ n trạng ếthái hàn và nhờ tác d ng cụ ủa lực cơ học, chúng s dính chẽ ắc với nhau

Đặ c đi m c a máy hàn đi m ể ủ ể

vẫn còn có chỗ nh p nhô và màng ôxít.Vì thếấ khi b t đ u chúng chỉ ếắ ầ ti p xúc

Trang 12

trên các điểm làm cho di n tích ti p xúc nh hơn nhi u so vệ ế ỏ ề ới tiết di n chi ệ

tiết, mặt khác chỗ ếp xúc có màng ôxít và khe h cho nên mti ở ậ ột đ dòng đi n ệ

tại đi m tiếp xúc r t lể ấ ớn

Kết quả nhiệt lư ng lớn sinh ra trên bợ ề ặ m t ti p xúc sế ẽ đố t nóng chúng

đến tr ng thái hàn, dùng lực ép để ạạ t o ra điều ki n cho việc thẩệ m v n nguyên ấ

tử, làm cho các ậv t hàn n i ch c v i nhau ố ắ ớ

Cần chú ý rằng phương pháp này còn phụ thuộc vào điện trở su t ρ ấKim loại có đi n trệ ở suất nhỏ thì cư ng đ dòng đi n cần lớờ ộ ệ n và ngư c lại ợBởi vậy khi hàn kim loại có điện trở su t lớấ n có th dùng máy hàn công suể ất nhỏ, khi hàn kim loại có đi n trởệ su t nhỏ phải dùng máy hàn có công suất lớn ấ

1.2.1.Cườ ng đ dòng đi n hàn ( I ): ộ ệ

Khi hàn điểm, trường nhiệt độ ủ c a chi ti t hàn trong mặt phẳng đi qua trục ế

của các đi n cực là hệ ốệ th ng những đư ng đờ ẳng nhiệt Trư ng nhiệt độ trong ờthời gian hàn thay đổi liên tục ( hình I.2a) Nhiệt độ ở vùng đi m hàn có thể ểcao hơn nhiệt độ nóng ch y củả a kim lo i hàn Khi nguạ ội vùng này kết tinh tạo thành điểm hàn có th ể cao hơn nhi t đệ ộ nóng ch y cả ủa kim loại hàn Khi nguội vùng này kết tinh tạo thành điểm hàn.Các điện c c có tính dự ẫn đi n và ệdẫn nhiệt cao nên nhi t truy n vào chúng r t lệ ề ấ ớn, làm giảm nhanh nhiệt đ ộquanh điểm hàn Theo hư ng kính nhiớ ệt độ giảm tương đối nhanh tính dẫn nhiệt của kim loại càng cao thì mức đ gi m ch m hơn nhi u và ngưộ ả ậ ề ợ ạc l i S ựphân bố nhi t theo chiệ ều trục z và hướng kính R trên hình

Trang 13

Hình 1.2.a – Sơ đồ phân bố nhi t khi hàn đi m ệ ể

dạmg tổng quát :

Q = Q1 + Q2 + Q3 + Q4

Trong đó :

Q1 – Nhiệt cần thiế ểt đ nung nóng vùng đi m hàn có đường kính dể đc

Q3 – Nhiệt lượng t n th t do phát sáng và truyềổ ấ n ra môi trư ng ờ

Nhiệt lư ng Qợ 1 trung bình tính theo công thức :

C - Nhiệt lư ng trung bình khi nung đến nhiệt độợ nóng ch y Tả nc

γ - Khối lượng riêng kim loại hàn

T C0

T C0A B

( a )

( b )

( c )

Trang 14

Ở vòng tròn quanh đi m hàn nhiệ ộể t đ giảm t Từ nc đến nhiệ ột đ thường Nhiệ ột đ trung bình c a vòng này khoủ ảng 0,25 Tnc Nhiệt lượng Q2 cần thiết

để nung nóng vùng này đạt tới nhiệt độ 0,25 Tnc nó phụ thuộc đư ng kính ờngoài c a vòng tròn D = dủ đc+ 2x

càng lâu thì x càng lớn Trị ố s x có th xác địể nh theo công th c : ứ

Khi hàn đồng x = 3 , 6 t

Khi hàn duyara x = 3 , 1 t

Nhiệt lư ng Qợ 2 xác định theo công thức :

4 2

) (

1 2

nc dc

T C x

d x k

Tđc = 0,5 Tnc , chiều dài đi n cực bị nung là x’ ệNhiệ ột đ trung bình của đi n cực bịệ nung nóng khoảng 0,25 Tđc

Vậy thể tích điện cực bị nung nóng

' 4

k

k2 – H sệ ố hình dáng đi n c c : ệ ự

Trang 15

Hình trụ k2 =1

Hình cầu k2 =2 Nhiệt lư ng Qợ 3 xác định theo công thức :

8 ' ' ' 4

T C x

d k

'

' ⋅ γ

x - Nhiệt dung và khối lượng riêng của kim lo i đi n c c ạ ệ ự

Quá trình hàn điểm xảy ra r t nhanh nên có thể ỏấ b qua Q4 , Q4≈ 0

Căn cứ vào ng nhi t lư ng cần thi t Q trong th i gian hàn htổ ệ ợ ế ờ ợp lý t có thể xác định cư ng đ dòng hàn Iờ ộ 2 cần thiết Như ta đă bi t :ế

t RI

Q = 0 , 24 2

Vậy :

t R m

Q I

Rctn – Tổng đi n trở ủa chi tiết ởệ c nhi t đ ệ ộ nung nóng

m2- H s ệ ố tính đến sự thay đổi đi n trở trong quá trình hàn ệ

Trang 16

0,2

S

0,4 0,6 0,8 1,0 1,2

A 0

Trang 17

Hình 1.2.c Đồ thị uan hệ giữa các thông số khi hàn điểm q

Với thép Cacbon thấp chiều dày 1×1 mm, khi hàn không cần nung nóng sơ bộ, ch n ch N ọ ế độ

T ừ đường kính đi m hàn là 5 mm, xác địể nh đư c đi m A, k đư ng ợ ể ẻ ờthẳng đ ng qua A cứ ắt đư ng ngang ( chiềờ u dày tấm 1 mm) t i O, như vậạ y với

đư ng kính đi m hàn là 5 mm ta xác đ nh đườ ể ị ợc đi m A là h p lý, và cắt ể ợ

Vậy ta có các thông số công ngh ệ sau:

t 200 100 50 20 10 5 2 1

100 200 500 1000 2000 5000

A B N

C

M

M C N

Trang 18

Kết luận chương 1

Tính được đư c cư ng đ ợ ờ ộ dòng điện,dựa vào đồ ị th quan h giữa các thông ệ

s ố khi hàn điểm

giữa các thông số khi hàn đi m ể

Nghiên cứu quá trình nhiệt khi hàn điểm,v ẽ được sơ đ phân bốồ nhi t khi ệhàn điểm

Kết quả nhiệt lư ng lớn sinh ra trên bợ ề ặ m t tiếp xúc sẽ đố t nóng chúng đ n ếtrạng thái hàn, dùng lực ép đ t o ra điều kiện cho việc thẩể ạ m v n nguyên tử, ấlàm cho các vật hàn nối chắc với nhau

Trang 19

CHƯƠNG 2

2.1.Tính toán khung máy hàn điểm

Để đơn gi n cho quá trình tính toán ta coi dầm là các phả ần tử riêng biệt chịu

Trang 20

.

f E

l q

J =

J E

l q l

f

384

.

Và như vậy :

2000

1

384

.

l q l

f

2 , 3 10

2 384

2000 60 5 , 11 5

384

2000 5

7

3 3

Trang 21

thực tế tác gi đã ch n : ả ọ

b=45 cm d=2cm

nên không cần kiểm tra độ ề b n c a khung n a ủ ữ

2.2 Sơ đ ồ nguyên lý dẫ n đ ộng xylanh khí nén

Hình 2.2 Sơ đồ ẫ d n đ ng khí nén ộKhí từ bình ch a qua van đóng ng t (1), đư c khứ ắ ợ ử ẩ m bụi nhờ ộ ọ b l c khí (2).Sau đó qua van giảm áp đến m t áp su t nhấ địộ ấ t nh và đi u ch nh áp ề ỉsuất (3).Khí được đi u chề ỉnh và đưa vào xylanh nh van khí điờ ện từ (5) sau khi đã qua b bôi trơn (6) Dưộ ới tác d ng c a khí ép pittông (9) d ch chuy n ụ ủ ị ể

B dộ ẫn đ ng khí ép này có ưu điểm và nhượộ c đi m sau : ể

Ưu điểm :

Ưu điểm cơ b n c a b d n đ ng này là phả ủ ộ ẫ ộ ạm vi đi u chỉnh lực ép lớề n số

Trang 22

Khả năng làm việc của khí nén bên trong không phụ thuộc vào môi trường bên ngoài Khí ép không cần phải thu hồi nên b dẫộ n đ ng khí ép rất ộđơn giản và gọn nhẹ

Do không khí có độ dãn nở nên khi làm việc gây ra rung động cho máy

2.3 Thiế ịt b khí nén

2.3.1.Bộ ọ l c khí

Hình 2.3.a Cấu tạo bộ ọc khí l

B lộ ọc khí có tác dụng lọc hết b i bụ ẩn, hơi nước từ ộ ạ b t o khí chuyển sang Vì bộ ọ l c khí có tác dụng như v y nên nó đư c b trí trư c t t cả các ậ ợ ố ớ ấthiết bị khác

Khí nén từ máy nén khí đi vào b l c qua ô sốộ ọ (5) lọt qua lỗ nhỏ trên

khí sẽ ị ự b l c ly tâm ép các hạt b i bám vào thành(3) tụ ụ ạ l i thành giọt rơi

5 4 3

2

8 7 5

4 1

Trang 23

(6) tới nơi s d ng Nư c và bụi bẩ ụ ạử ụ ớ n t l i dư i buồớ ng (2) đư c tháo ra ngoài ợqua van đóng mở ố s (1)

Khí nén sau khi ra kh i van giỏ ảm áp thì đi vào cửa (4) m t ph n sẽ ịộ ầ b

dầu bôi trơn qua ng (10) dẫn nên khoang (2) dầố u đi theo rãnh(3) nh vào ỏ

1 2 3 4 5

6

7

8

9 10

11 5

Trang 24

Điều chỉnh lượng d u nh tay v n (1) ầ ờ ặ

2.3.3.Van khí điện từ

Van khí điệ ừn t có nhi m v đóng ngắệ ụ t khí nén t i cơ cấớ u ch p hành khi có ấdòng điện ch y qua van ạ

b ị ép dưới tác dụng của lò xo tới mặt đ dướế i và b t kín đư ng khí vào ị ờxylanh.Khi đóng dòng điện thì cuộn dây có lõi từ (2) b ị hút nên mở ử c a cho khí nén đi vào xylanh công tác Cu n dây (1) đưộ ợc cung c p dòng 1 chi u qua ấ ềchỉnh lưu Selen lấy từ ệ đi n áp lưới 380 V

2.3.4.Van tiết lưu

Van tiết lưu dùng đ điể ều ch nh v n tốỉ ậ c c a cơ c u ch p hành và ngăn ủ ấ ấngừa sự va đ p c n trậ ả ở đư ng xờ ả khí ngăn ng a sựừ va đập giữa pittông và xylanh va đập đi n cựệ c v i chi ti t ớ ế

Trang 25

K ết luận chương 2

Tính toán được khung máy hàn điểm,đ m b o đ c ng vững.ả ả ộ ứ

t ế

Đã chọn được sơ đồ xylanh khí nén,và nêu yêu điêm cơ bản của bộ ẫ d n động này à: l

Phạm vi đi u chỉnh lực ép lớn số hành trình củề a pittông trên m t phút ộ

lớn Do đó có kh năng tạo ra áp su t cao trong quá trình hàn.ả ấ

Trang 26

CHƯƠNG 3

3.1 Tính tiết diện của các phần tử ạch vòng thứ ấ m c p

Tiết diện t i thiố ểu cho một phần tử ấ b t kỳ trước h t chế ọn theo nhiệ ột đ nung nóng cho phép, để xác định dòng điện trên một đơn v di n tích hay mậ ộị ệ t đ dòng cho phép, sau đó tiết diện được đi u ch nh tu theo hình d ng, kết cấu ề ỉ ỳ ạyêu c u ầ

Để xác định mậ ột đ dòng ph thu c vào v t li u ph n t và đi u ki n ụ ộ ậ ệ ầ ử ề ệlàm mát Nhiệ ột đ nung nóng đư c quy đ nh bởi mật độợ ị dòng đi n tương ng ệ ứvới dòng liên tục

j2 – Mậ ột đ dòng cho phép đối với ph n t th i [ A/mmầ ử ứ 2]

4500 100

25 9000 100

Vật liệu : chọn loại dây đ ng Mồ 1 để đảm bảo khả năng dẫn đi n tốt ệ

Trang 27

128 4 4

281 4

Trang 28

9 , 18 14 , 3

281 4

100 4

q

l k R k

Trong đó :

Roi - Điện trở thuần của ph n t thứ i ầ ử

li – Chiều dài phần t i theo chiử ều dòng điện (m)

qi – Tiết di n ngang của phần tử i (mmệ 2)

kbm = σ ⋅ π

kbm = 1,5

Trang 29

18 14 , 3 4

2 2

015 , 0 017 , 0 2

= q

l

6 6

2 2

6 2

2 2

02 1 , 42 10

490

04 , 0 0175 ,

=

= q

l

6 6

02

2 = k ⋅ R = 1 , 5 ⋅ 1 , 42 ⋅ 10 − = 2 , 13 ⋅ 10 −

Trang 30

* Trục ngang cố đị nh (hình II.2 , chi ti t 3) ế

3 3

1225

54 , 0 0175 ,

q

l

6 6

4 4

6 , 961

17 , 0 0175 ,

14 , 3 4

2 2

5 5

5 ,

7062,50175 ,

=

= q

l

6 6

05

5 = k ⋅ R = 1 , 5 ⋅ 60 ⋅ 10 − = 90 ⋅ 10 −

Trang 31

do điện tr c a chính các chi tiết và điện trở ủở ủ c a các ch ti p xúc ỗ ế

Trang 32

Chi u dày c a chi ti t hàn

Trong quá trình một chu trình hàn đi m điể ện trở RĐc thay đổi một cách căn bản và di n bi n ph c tạp nên khi tính toán ta chễ ế ứ ỉ tính giá tr ở ịtrung bình

của đi n trởệ Đi n trởệ trung bình này nói chung cũng ch u m t hi u ng nhi t ị ộ ệ ứ ệgiống như điện trở RĐcbiến thiên trong thực tế

Coi mậ ột đ dòng là như nhau trong suất tiết di n ngang củệ a chi ti t và ế

b ỏ qua dòng điện mạch r , nên có th tính Rẽ ể Đc theo công thức sau :

RĐc = RĐ1+ RĐ2+ R12+ 2RCT ( ) Ω

Trong đó :

RĐ1,RĐ2 - Điện trở tiếp xúc giữa đi n trở ệ và chi tiết

R12 - Điện tr ti p xúc gi a hai chi ti t ở ế ữ ế

RCT - Điện trở thuần chi tết

Hình 3.1: Sơ đồ điện trở ệ đi n cực với điện cực

Trang 33

Trang 34

4000 14 , 3

230 4

⇒ 0/ δ = 0,27/0,1 = 2,7 Tra đồ thị 1- 12(I), ta đư c : Aợ 0 = 0,15

6

6 0

0

1 20 , 25 10

1 , 0

10 5 , 13 15 , 0

∆T Khoảng thay nhiệ ộ ủt đ c a chi tiết

2 90 , 72 10

1 , 0

10 6 , 75 12 ,

=

CT

Trang 35

6 6

2

72 , 90 25 , 20 2

Ta có thể xác định theo công thức thực nghiệm

7

12 α10 P

r

R = k

Trong đó :

rk, α - H s ệ ố thực nghiệm ph thuộc vào vật liệu, lực ép và bề ặụ m t gia công

Với thép Cacbon ta có các hệ ố s thư ng đượ ấờ c l y như sau :

rk = 0,005 0,006, ch n r÷ ọ k =0,005 (Ω)

5 7

7 , 0

6

225

10 005 ,

cản trở ự biến thiên dòng điện s

Giá trị ệ hi u d ng c a su t đi n đ ng : ụ ủ ấ ệ ộ

E2 = 2πf.lB.I2đm = xB.I2đm

Trang 36

Độ phân b dòng điện theo tiết diện ố

Việc xác định lB là rất khó khăn, qua đo đạc, k t cấế u th c t , xác đ nh lự ế ị B

6 73 ,

0 10 2

Trang 37

* Chọ n sơ b đi n trở ộ ệ thu n đĩa th c p ầ ứ ấ

2 ( 162 110 40 ) 10 )

- S cố ấp đi u chỉnh 8, Uề 20min = 4V, U20max= 8V

- Vật liệu chế ạo lõi thép : thép kỹ thu t ật điện ∃ 41

- Chất cách đi n loại Bệ

- Làm nguội bằng nước lưu thông liên tục

- Thiết bị đóng ngắt dòng hàn bằng công tắc cơ khí hoặc đi n t ệ ử

- Tăng độ tin c y của máy biếậ n áp, tăng tu i thọ ổ

- Lắp đ t đơn giặ ản, ch tế ạo đơn giản

- Giá thành thấp, đơn giản khi sử ụ d ng

Trang 38

Để đả m b o các yêu cầu trên viả ệc lựa chọn k t cế ấu lõi thép, kết cấu các cuộn dây sơ cấp và thứ cấp cũng như vi c bố trí các cuộn dây sơ cấệ p là r t c n thi t ấ ầ ế

Sau đây là phần tính toán phân tích lựa chọn các kế ấu ct c ủa từng phần

t ử trong máy bi n áp ế

3.2.1.Lựa chọn kiểu máy biến áp

Các yêu cầ u đ i với lõi từ : ố

- Tổn hao công su t nhấ ỏ

- Dòng điện không tải nhỏ

- S dử ụng tiết kiệm vật liệu

- H s ệ ố điền đ y củầ a ti t di n thép l n ế ệ ớ

sửa chữa

Lõi máy biến áp hàn tiếp xúc được th c hiự ện theo hai ki u : Lõi trể ụ và lõi b c ọ

Với máy bi n áp này ta chế ọn kiểu lõi bọc vì có các ưu điểm sau :

- Tiết kiệm sắt hơn ( vì ở cùng một kích thước ti t diện nó ít tốn sắế t hơn)

- Ứng lực đ ng sinh ra giữa các cuộộ n dây tương ng đư c đi u hoà tốt ứ ợ ềhơn và đơn gi n hơn bả ởi gia cố ẹ k p ch t các cuặ ộn dây tương ứng

- T ừ thông dò nhỏ hơn đảm b o điện cảả m nh c a máy bi n áp ỏ ủ ế

Lõi ta chọn chế ạ t o bằng thép kỹ thu t đi n mác ∃41 dày 0,5 Việậ ệ c ghép đư c ợ

Trang 39

3.2.a Các kiểu lõi biến áp

Sau khi ghép, các tập ghép đư c ép và xi t chợ ế ặt bởi các bulông các điện

lõi đã được u n và nung kố ết đư c cắợ t làm hai phần đ có th cuể ể ốn dây vì vậy chỗ ố n i rất khớp, xít nhau và các phần khớp đư c nố ớợ i v i nhau bằng cơ c u ấxiết chặt

Hình dạng kiểu bậc của lõi đ m bả ảo lấp đầy tôt nhất các khoảng bên

Trang 40

giảm giá thành Lõi thép từ các t m ch ấ ữ ∏ tiết ki m phôi và công nghệ ệ ậ d p đơn giản

Ta phân tích lựa chọn :

3.2.2.Lựa chọn kết cấ u dây sơ c ấp

Dây cuốn sơ cấp là m t ph n riêng bi t và phức tạp nhất trong máy bi n áp, ộ ầ ệ ếkhi thứ ấ c p có một vòng dây thì việc thay đ i cấổ p đư c thực hiệợ n bằng cách thay đổi hệ ố s máy biến áp.T c là thay đ i s vòng dây m c vào lư i đi n S ứ ổ ố ắ ớ ệ ự

điều chỉnh này được th c hi n nh s i nối các vòng dây ự ệ ớ ự đổ

Theo quy định trong máy biến áp có đổ ấi c p cần phải đảm b o tỷ ốả s giữa đi n áp thứ ấệ c p Max và Min lớn hơn 1,8 đối với không tải

8 , 1

min 20

max

20 ≥ U U

nhau vì vậy ta phải chọn m t cộ ấp nào đó làm c p đấ ịnh m c đ làm chu n tính ứ ể ẩtoán Thông thường c p gầấ n cuối được ch n làm cọ ấp định m c, c p cu i cùng ứ ấ ốdùng làm cấp dự trữ, nó được dùng khi ệđi n áp lướ ị ạ ấi b h th p

Nếu một lý do nào đó, c p cuốấ i đư c sử ụng vớợ d i lư i đi n có điện áp ớ ệ

định m c sơ c p thì h s ∏B% cho c p này phải giảm đến m t quá trình ứ ở ấ ệ ố ấ ộ

cấp đ nh mức ị

Hay là :

C B

B I

I 2 C 2 dm Π %.%dm

Π

⋅

=

áp, điện áp th c p ng v i m i vòng dây, tiứ ấ ứ ớ ỗ ết diện của nó cũng như số ấ c p điều ch nh đi n áp thứ ấỉ ệ c p

Tiêu đề	Nghiên Cứu Thiết Kế Máy Hàn Điểm Điều Khiển PLC
Tác giả	Ngô Trọng Bính
Người hướng dẫn	PGS.TS. Đào Quang Kế, PGS.TS. Bùi Văn Hạnh
Trường học	Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội
Chuyên ngành	Công Nghệ Hàn
Thể loại	Luận Văn Thạc Sĩ
Năm xuất bản	2014
Thành phố	Hà Nội

Định dạng
Số trang	102
Dung lượng	7,5 MB