Thực nghiệm tạo hình ống bằng máy uốn ống có sử dụng con lăn

TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI

Tính cấp thiết của đề tài

Hiện nay ống là một sản phẩm được ứng dụng rộng rãi trong đời sống của con người Từ những sản phẩm ống có hình dạng đơn giản sử dụng trong gia đình như bàn, ghế, cổng, cửa sổ … Hay các sản phẩm được có hình dạng phức tạp sử dụng trong các lĩnh vực công nghiệp như ống làm ống xả xe cho ô tô, ống nước của động cơ xe, sắt uốn làm cầu, ống được sử dụng làm đường ống dẫn hóa chất trong nhà máy…

- Ở nước ta việc sử dụng ống ngày càng phổ biến do tính linh hoạt về hình dạng và cơ tính mà nó mang lại Mặc dù nhu cầu sử dụng ống ở thị trường nước ta hiện nay tương đối lớn song phần lớn các sản phẩm làm từ ống có nguồn gốc xuất sứ nước ngoài với giá thành tương đối cao

- Nước ta đang trên đà phát triển ngành công nghiệp nặng lượng ống sử dụng cho các ngành công nghiệp là tương đối lớn tuy nhiên lượng ống sản suất trong nước phần lớn từ các loại máy uốn thủ công, bán tự động với khả năng tạo hình chưa linh hoạt và năng suất thấp không đáp ứng được nhu cầu sử dụng trong nước Vì vậy việc nghiên cứu chế tạo máy uốn ống với khả năng linh động trong khả năng tạo hình linh hoạt và cho ra năng suất cao đáp ứng được nhu cầu sử dụng ống trong nước góp phần đẩy mạnh sự phát triển ngành công nghiệp nước ta.

Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài

- Trong xu thế công nghiệp hóa – hiện đại hóa của thế giới nói chung và Việt Nam nói riêng đang ngày càng phát triển mạnh mẽ đặc biệt là về lĩnh vực khoa học kỹ thuật, Việt Nam là quốc gia đang có nền công nghiệp phát triển vì vậy mà luôn phải vận dụng những sáng tạo trong khoa học kỹ thuật để thực hiện những cuộc đổi mới, góp phần nâng cao năng suất lao động cũng như là cơ sở hạ tầng và thay thế dần sức lao động của con người Biểu hiện rõ nhất của sự phát triển này chính là hàng loạt các loại máy móc tân tiến lần lượt ra đời nhằm mục đích phục vụ cho nhu cầu của con người

- Hiện nay trên thế giới, máy uốn ống được sử dụng rộng rãi trong nhiều các ngành công nghiệp với nhiều lĩnh vực khác nhau như: kỹ nghệ sắt, cơ khí, ô tô, xây dựng,… với đa dạng các loại ống có đường kính và đi kèm nhiều loại vật liệu khác nhau Chính vì vậy mà việc chế tạo từng loại máy uốn sao cho phù hợp với từng mục đích sử dụng của từng lĩnh

2 vực là rất cần thiết Từ đó đã cho ra đời nhiều loại máy uốn khác nhau, từ thủ công, bán tự động đến NC và CNC với bán kính uốn khác nhau

- Ở Việt Nam cũng đã xuất hiện nhiều loại máy khác nhau, nhưng hầu hết là sản phẩm được nhập khẩu từ nước ngoài nên giá thành còn rất cao Tuy nhiên nhu cầu về việc sử dụng sản phẩm ngày càng phổ biến nên việc chế tạo thành công máy uốn ống trong nước sẽ nâng cao được tinh thần sử dụng sản phẩm, đồng thời khẳng định vị trí của mình trong việc cạnh tranh trên thị trường quốc tế trong lĩnh vực công nghiệp

- Công nghệ uốn ống là một dạng uốn dẻo công nghệ dựa trên điều khiển quỹ đạo khuôn

Nó có lợi thế kỹ thuật vô song trong việc hình thành các thành phần thiết yếu như trục 3D phức tạp và uốn liên tục mà không cần các đoạn thẳng Nó có thể nhận ra tích phân liên tục của ống hình thành dưới độ cong thay đổi Là một quá trình hình thành linh hoạt với lợi thế cạnh tranh rõ ràng cho hiệu quả và chính xác sản xuất các bộ phận uốn với các mặt cắt có hình dạng phức tạp, nó sẽ được xem xét và áp dụng rộng rãi cho ngành hàng không vũ trụ và ứng dụng máy bay trong tương lai Những ưu điểm và đổi mới chính của sản xuất 3D các ống có hình dạng phức tạp bằng công nghệ uốn con lăn so với các công nghệ tạo hình thông thường khác : Công nghệ uốn con lăn hoàn toàn từ bỏ đảo ngược truyền thống phương pháp điều khiển Ngoài ra, nó còn thống nhất các yếu tố tạo hình nóng và các yếu tố lực tác động đến hiện tượng đàn hồi trong mô hình lý thuyết Ngoài ra, nó giới thiệu hệ số hiệu chỉnh để đạt được sự định hình chính xác của từng bán kính uốn, giúp giải quyết hoàn toàn bài toán đàn hồi nhiều tầng và siêu vị trí phi tuyến của các thành phần ba chiều có hình dạng phức tạp Công nghệ uốn con lăn thay đổi hoàn toàn phương pháp tạo hình và cấu trúc tổng thể của sản xuất hàng loạt truyền thống thiết bị của các thành phần rỗng có hình dạng phức tạp 3D

- Nắm bắt được tính cấp thiết, tầm quan trọng cũng như nhu cầu của thị trường trong nước việc nghiên cứu, thiết kế và chế tạo máy uốn ống với khả năng linh hoạt trong việc tạo hình cho ống và cho ra năng suất cao là rất cần thiết Vì những lí do trên cùng với sự hướng dẫn của Thầy Huỳnh Đỗ Song Toàn nên nhóm chúng em đã chọn đề tài: “Thực nghiệm tạo hình ống bằng máy uốn ống có sử dụng con lăn” làm đề tài nghiên cứu.

Mục tiêu nghiên cứu

- Thực nghiệm uốn ống với các dạng khác nhau của con lăn

- Mục tiêu ứng dụng hiệu quả vào cuộc sống

- Tạo ra các sản phẩm uốn ống đa dạng

- Tìm ra điểm yếu, điểm mạnh và khắc phục, phát huy

- Tối ưu hóa các chi phí và tiêu hao về vật liệu

Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

- Thực nghiệm, kiểm tra uốn ống với các dạng khác nhau trên đầu uốn 2 con lăn và 4 con lăn

- Do thời gian, điều kiện, phương tiện nghiên cứu và đặc biệt là về mặt kinh phí còn hạn chế Giới hạn của đề tài chỉ dừng lại ở mức độ:

- Trong nghiên cứu này, ống thép inox 304 Dmm được uốn bằng khuôn uốn có sử dụng 2 con lăn và 4 con lăn

- Hiểu biết cơ bản về vận hành, thực nghiệm trên máy uốn ống

- Tìm phương án để thiết kế, kiểm nghiệm lại độ chính xác về tạo hình trên máy uốn ống.

Phương pháp nghiên cứu

- Phương pháp thu thập và tổng hợp tài liệu: Thu thập, phân tích và biên dịch tài liệu liên quan tới kỹ thuật hàn ống: đảm bảo tính đa dạng, đa chiều và tận dụng được các kết quả của các nghiên cứu mới nhất, phù hợp với nội dung nghiên cứu của đề tài

- Phương pháp phân tích thực nghiệm: Dựa trên các kết quả và thất bại trong thực nghiệm, lựa chọn được cấu hình thiết bị phù hợp, tối ưu hóa được quy trình thu thập kết quả thí nghiệm

- Các dữ kiện sau khi thu thập trong quá trình thực nghiệm sẽ được chọn lọc, sắp xếp và phân tích một cách chính xác, phù hợp Tài liệu sử dụng là tài liệu có chất lượng cao, chủ yếu là tài liệu gốc Tổng hợp các dữ kiện theo cách hợp lý, tương quan

- Đồ án tốt nghiệp được trình bày theo cấu trúc để phù hợp với nội dung, thời gian và mục tiêu yêu cầu của chương trình đào tạo của trường Trình bày khái quát và các danh mục phải liên kết với nhau một cách chặt chẽ giữa các phần lý thuyết, quy trình thực nghiệm, kết quả và đánh giá.

Tính mới và giá trị thực tiễn của đề tài

- Thay thế được quy trình mô hình uốn ống cố định (không có con lăn) sang mô hình uốn ống thông qua cơ cấu con lăn

- Khắc phục được một số giới hạn về chi tiết của máy uốn

- Tạo nền móng cho sự phát triển mô hình uốn ống thông qua cơ cấu con lăn.

Kết quả nghiên cứu và giới hạn đề tài

- Tập tài liệu nghiên cứu mô hình uốn ống thông qua cơ cấu con lăn cho máy uốn ống tự động

- Các sản phẩm ống được tạo thành từ mô hình uốn ống thông qua cơ cấu con lăn

- Do thời gian, điều kiện, phương tiện nghiên cứu và đặc biệt là về mặt kinh phí còn hạn chế Giới hạn của đề tài chỉ dừng lại ở mức độ:

- Ống được sử dụng trong quá trình thực nghiệm đề tài là ống inox 304 có đường kính ngoài Dmm

- Hiểu biết cơ bản về vận hành, thực nghiệm trên máy uốn ống

- Nghiên cứu phương án thiết kế, chế tạo mô hình uốn ống thông qua cơ cấu con lăn, kiểm nghiệm lại độ chính xác về tạo hình trên máy uốn ống

1.7.3 Tính khả thi của phương pháp

Thiết lập đầy đủ các bước tiến hành như chuẩn bị về máy móc, phương pháp nghiên cứu, thời gian cũng như trình tự thực hiện công việc một cách khoa học sẽ là cơ sở để dẫn đến thành công trong việc thiết kế, chế tạo mô hình uốn ống thông qua cơ cấu cầu, cải tiến được

5 nhược điểm của các phương pháp, thiết bị thủ công hay bán tự động và đồng thời đáp ứng được nhu cầu thực tế

CƠ SỞ LÝ THUYẾT

Biến dạng dẻo

Trong vật lý và khoa học vật liệu, biến dạng dẻo là biến dạng của một vật liệu chịu sự thay đổi hình dạng không thể đảo ngược dưới tác dụng của một lực bên ngoài Ví dụ một tấm kim loại hay chất dẻo bị uốn cong hay đập thành một hình dạng mới thể hiện sự thay đổi vĩnh viễn bên trong chính vật liệu Trong kỹ thuật, sự thay đổi từ trạng thái đàn hồi sang trạng thái chảy dẻo được gọi là sự chảy dẻo (yield)

Biến dạng dẻo được nhận thấy ở hầu hết các vật liệu như kim loại, đất, đá, bê tông, vật liệu bọt (foam), xương và da Tuy nhiên cơ chế vật lý gây ra biến dạng dẻo có thể khác nhau Ở cấp độ tinh thể, biến dạng dẻo trong kim loại thường là do các sai lệch mạng gây ra Trong hầu hết các vật liệu tinh thể các khuyết tật như vậy thường khá hiếm Tuy nhiên cũng có những vật liệu trong đó các khuyết tật tồn tại phổ biến và là một phần của cấu trúc tinh thể, những trường hợp như thế có thể tạo thành kết tinh dẻo (plastic crystallinity) Trong những vật liệu dòn như đá, bê tông và xương, biến dạng dẻo được gây ra phần lớn do sự trượt tại các vết nứt tế vi

Với nhiều kim loại dẻo, tải trọng kéo tác dụng lên mẫu sẽ khiến chúng đáp ứng một cách đàn hồi Ứng với mỗi sự gia tăng tải là một sự gia tăng độ dãn tương ứng, và khi tải được bỏ ra, mẫu trở về chính xác kích cỡ ban đầu Tuy nhiên một khi tải trọng vượt quá một ngưỡng nào đó (độ bền dẻo), sự giãn dài tăng nhanh hơn so với vùng đàn hồi, và khi tải được tháo ra, một phần của độ dãn dài vẫn được lưu giữ lại

Biến dạng dẻo trong kim loại

Biến dạng dẻo trong tinh thể của kim loại nguyên chất chủ yếu được gây ra do hai cơ chế biến dạng trong mạng tinh thể là trượt và sự hình thành song tinh (twinning) Trượt là biến dạng trượt trong đó nguyên tử di chuyển qua nhiều lần khoảng cách giữa các nguyên tử so với vị trí ban đầu Song tinh là biến dạng dẻo xảy ra dọc theo hai mặt phẳng do các lực tác dụng lên một miếng kim loại

Vật liệu tinh thể chứa các mặt phẳng nguyên tử phân bố đều và có tổ chức trên phạm vi lớn Các mặt này có thể trượt trên nhau dọc theo hướng xếp kín Hệ quả là sự thay đổi vĩnh viễn của hình dạng bên trong tinh thể và biến dạng dẻo Sự tồn tại của các sai lệch làm tăng khả năng trượt của các mặt

Biến dạng dẻo có thể đảo ngược Ở cấp độ nano các biến dạng dẻo chính trong kim loại mạng lập phương tâm diện (fcc) là có thể đảo ngược, chừng nào không có sự vận chuyển vật liệu dưới dạng trượt ngang

Trượt theo cụm (Shear banding)

Sự tồn tại của các khuyết tật khác bên trong tinh thể có thể gây trở ngại cho sai lệch mạng hay ngăn chúng trượt Khi điều này xảy ra, biến dạng dẻo bị giới hạn vào một vùng nhất định bên trong vật liệu Đối với tinh thể, các vùng này gọi là cụm trượt (shear band).

Công nghệ uốn ống

Công nghệ uốn ống là cách chế tạo ra các biến dạng phù hợp của ống uốn nhằm có được khả năng uốn phù hợp với kích thước và bán kính uốn cần thiết Có nhiều cách khác nhau với sự kết hợp những dụng cụ và máy móc Máy uốn ống là dòng máy tạo hình ống dùng áp lực nhằm uốn ra các ống có hình thù và có đường kính phù hợp Máy gồm các phần: nguồn điện, bộ phận truyền động và cơ cấu uốn [2]

Công nghệ uốn ống ứng dụng trong sản xuất chế tạo những bộ phận và sản phẩm dạng ống, ống và đường ống phục vụ cho những mục đích ứng dụng khác nhau Sản phẩm uốn khá đa dạng và phong phú, đặc biệt là kim loại màu như sắt, inox, đồng, inox được ứng dụng nhiều trong thực tiễn trong công nghiệp, máy uốn đã và đang được ứng dụng rộng rãi trong đời sống, nhất là ngành chế tạo ôtô và xe máy (khung xe, pô xe ), chế tạo sản phẩm trang trí nội thất (bàn ghế, tủ, lan can, cầu thang ), các dạng ống thuỷ lực như ống của điều hoà khí, ống thuỷ lực

2.2.2 Lịch sử hình thành và phát triển

Trong vài năm vừa qua, công nghệ uốn ống đã đạt đến một bước tiến lớn nhờ vào việc phát triển của những bộ điều khiển và cân bằng độ chính xác, motor giảm tốc cùng hệ thống thuỷ lực nhằm cho ra đời các sản phẩm uốn cho dù cứng hay là mềm với chất lượng tuyệt vời

Máy uốn là một sản phẩm của nghành công nghiệp chế tạo máy chuyên dùng để uốn những phôi vật liệu trở thành các sản phẩm hữu ích đối với cuộc sống của con người Nó góp phần to lớn vào việc làm giảm thiểu sức lao động của con người đối với việc tạo ra sản phẩm

Máy uốn có rất nhiều loại và được dùng phổ biến ở rất nhiều quốc gia

Máy uốn ống có nhiều loại như máy uốn ống bằng thủy lực, máy uốn ống bằng điện, máy uốn ống bằng điện thủy lực…

Sự phát triển của máy uốn rất mạnh, trước đây các sản phẩm uốn được tạo thành bởi thủ công nhưng từ đó phát triển dần thành uốn bằng máy nhằm hạn chế sức người từ uốn thủ công tiến lên tự động ở công đoạn cấp phôi.

Chọn sơ bộ về ống dùng để uốn

2.3.1 Chọn bán kính hợp lý

Thông thường bán kính hợp lý có nghĩa là bán kính đường tâm uốn cong là bội số chẵn của đường kính ngoài của ống Bán kính sẽ được chọn là 3 × D, 2 × D hoặc 1 × D, trong đó D là đường kính ngoài của ống

Hình 2.1 Bán kính uốn cong lớn hơn sử dụng ít vật liệu hơn

Chọn bán kính là bội số chẵn của đường kính ống giảm số tiền đầu tư vào công cụ bằng cách tránh khả năng có một số bộ phận cho cùng một ống mỗi đường kính được tạo ra để tạo ra một bán kính ngẫu nhiên Ngoài ra, có ít có khả năng xảy ra sai sót trong quá trình sản xuất dụng cụ Duy trì thiết kế nhất quán sẽ giảm thời gian đầu cần thiết để thực hiện hoặc mua dụng cụ thích hợp

2.3.2 Bán kính đường tâm tối thiểu của uốn cong

Bán kính tối thiểu mà ống có thể uốn cong được là một hàm độ giãn dài của vật liệu Nếu bên ngoài của khúc uốn mà kéo dài quá độ giãn dài cho phép, nó bị gấp khúc hoặc gãy Công thức sau đây nêu ra được sử dụng để uốn cong tối thiểu bán kính có thể Công thức này không tính đến ma sát giữa ống và bộ uốn [2]

Phương trình xác định bán kính nhỏ nhất của khúc cua là: 𝑅 = 0.50𝐷

R : bán kính đường tâm tối thiểu của khúc cua, (mm)

D : đường kính ngoài của ống, (mm)

2.3.3 Sự giảm độ dày của ống sau khi uốn (làm mỏng độ dày)

Lượng thành ngoài của ống sẽ bị giảm hoặc mỏng hơn trong đoạn uốn cong tuỳ thuộc vào tỉ lệ giữa đường từ tâm bán kính của khúc uốn cong và đường kính ống Tỷ lệ này khiến ống bị tác động trực tiếp của ma sát và lượng việc làm phẳng cần thiết ở đoạn uốn cong Ma sát được thêm vào khi ống được đưa lên trục trung tâm Việc hình thành ma sát là do sự tác động từ áp suất bộ uốn và việc sử dụng bôi trơn trên bề mặt dụng cụ hoặc ống cũng tác động trực tiếp lên lượng ma sát Ma sát có thể xuất hiện với nhiều lượng khác nhau trong bất cứ sự uốn cong nào

Sự cán phẳng cũng được tạo ra dù chỉ một mức độ nhỏ đối với sự uốn cong, do đó sự xuất hiện của chất bôi trơn có khuynh hướng bù cho ma sát Làm phẳng tuỳ thuộc vào hình dạng ống và chiều dày của ống, chu vi và bán kính uốn cong Do đó, nó không được xác định bởi phương trình toán trước được

Phương trình để sử dụng để tính toán hướng tới giảm thành dày ống:

R : bán kính đến đường tâm của khúc uốn, tính bằng (mm)

D : đường kính ngoài của ống trước khi uốn, (mm)

W : độ dày thành ống trước khi uốn, (mm)

2.3.4 Xác định độ dài của máy sau khi uốn ống

Trong hầu hết các dạng uốn, trục cân bằng (trong đó phần không kéo dài cũng không bị nén) di chuyển từ đường trung tâm của mảnh đến phía bên trong của đoạn uốn Lý tưởng nhất là độ dài phát triển của một bộ phận có thể được xác định bằng việc sử dụng trục trung

10 hoà Vì nó không tính toán đúng trục cân bằng nếu không có thử nghiệm nên chiều dài tăng trưởng không thể tính dọc theo đường trung tâm của bộ phận

Một phương pháp tính toán vật liệu được sử dụng để uốn cong là tính toán suy ra độ dài của cung được mô tả bởi đường tâm Phương trình độ dài của cung này là:

LA: chiều dài cung, tính bằng (mm)

R: bán kính đường tâm của khúc cua, tính bằng (mm)

Tổng độ dài cung và độ dài thẳng để xác định chiều dài của phần dọc theo đường tâm của nó Sẽ luôn luôn dài hơn một chút so với chiều dài thực tế Sau khi uốn cong một vài chỗ, chiều dài thực tế có thể dễ dàng xác định và đủ vật liệu có thể được cắt theo chiều dài này để hoàn thành lô sản xuất

Các phương pháp uốn ống hiện có

2.4.1 Phương pháp uốn bằng tay Đây là phương pháp uốn thủ công và sử dụng sức lao động của con người là chính Phù hợp đối với những tình huống uốn cong vật liệu bằng sắt thép có kích cỡ không quá to và

11 đòi hỏi kĩ thuật không cao Mặc dù đây là phương pháp tiết kiệm chi phí sản xuất nhất tuy nhiên nó cũng mang tới nhiều nhược điểm như: năng suất lao động không cao và không thể sử dụng với những kiểu uốn đòi hỏi kĩ thuật cao Vì vậy nên phương pháp trên không được sử dụng nhiều trong thực tế

Hình 2.3 Dụng cụ uốn ống bằng tay

Kỹ thuật uốn nén thường dựa trên lực ép nhằm đưa đến biên dạng mong muốn trên bề mặt ống Phương pháp này là một trong các phương pháp uốn ống phổ biến nhất và được sử dụng trong các phương pháp uốn ống đơn giản

Với phương pháp kẹp, ống sẽ được đặt giữa khối cố định (stationary bending form) và bộ phận cố định (clamp) và khối uốn sẽ quay xung quanh khối kẹp và kéo biên dạng của ống biến đổi theo khối cố định

Mặc dù phương pháp này không yêu cầu nhiều bộ công cụ kỹ thuật phức tạp tuy nhiên nó lại có tác dụng uốn ống rất tốt và đem lại hiệu suất cao Tuy nhiên, ở phương pháp này người ta không sử dụng trục đỡ, do đó đối với các trường hợp đòi hỏi kỹ thuật cao với hình ống lớn và ống được uốn ở góc độ khác nhau thì phương pháp này không được sử dụng Đó cũng là nguyên nhân vì sao hiện nay phương pháp này có vẻ không thực tiễn với một vài người

Hình 2.4 Phương pháp uốn nén

Thách thức đặt ra với các kỹ thuật uốn ống này là phải đảm bảo độ chính xác của đường kính cong trong suốt quá trình uốn Đặc biệt đối với các trường hợp ống được sử dụng trong các hệ thống vận chuyển khí, chất lỏng… thì đòi hỏi tính yêu cầu kỹ thuật phải chính xác để chúng có thể chịu được các dòng áp suất bên trong Đối với những trường hợp như vậy, phương pháp uốn nén và uốn bằng tay hầu như không khả quan Và phương pháp uốn xoay đã ra đời để giải quyết vấn đề trên Phương pháp này cung cấp độ chính xác hơn cho ống trong quá trình uốn vì nó được hỗ trợ bởi trục đỡ cho phép xoay ống theo một hình dạng nhất định và đảm bảo bán kính ống không thay đổi Ngoài ra, phương pháp này còn phù hợp đối với các trường hợp uốn ống nhựa hoặc ống rỗng với bề dày lớn và yêu cầu góc uốn nhỏ

Phương pháp này hầu như được sử dụng rộng rãi trong công nghiệp, nó được dùng để sản xuất các loại ống như: ống dẫn nguyên liệu, lan can, tay lái xe đạp, trong lĩnh vực sản xuất ô tô…

Hình 2.5 Phương pháp uốn xoay

2.4.4 Phương pháp uốn vòng Điểm khác biệt lớn nhất của phương pháp uốn vòng so với các phương pháp trên là các thành phần trục lăn di chuyển liên tục trong suốt quá trình uốn Ngoài ra phương pháp này không chỉ sử dụng cho các loại ống mà còn hữu dụng khi áp dụng cho các kim loại dạng tấm

Phương pháp này bao gồm ba con lăn, trong đó hai con lăn phía dưới có đường kính lớn hơn và bằng nhau, được dẫn động quay cùng chiều Con lăn còn lại không được dẫn động và được gắn với kết cấu trục vít-đai ốc để tạo ra lực ép Lực ép này có tác dụng tạo nên bán kính cong của ống Ở phương pháp này, người ta chia thành hai loại uốn vòng: uốn đẩy và uốn đơn giản Với uốn đẩy, bộ đẩy của nó có thể xoay ống dọc theo trục thẳng đứng, tạo thành các đoạn uốn cong khác nhau trên bề mặt ống Đây sẽ là một lựa chọn tốt đối với ống có nhiều đường cong uốn Uốn đơn giản, đây chỉ là một phương pháp uốn cơ bản của uốn đẩy Nó chỉ có thể đẩy ống và uốn cong nó theo một đường cong nhất định, không có khả năng tạo thành các khúc cua trên bề mặt ống Ống được đưa vào khe hở giữa hai con lăn dưới và con lăn trên để làm công tác uốn ống Bằng cách điều chỉnh vị trí tương đối giữa các con lăn, lúc này, hai con lăn bên dưới

14 sẽ được dẫn động và làm ống tịnh tiến, con lăn trên sẽ được ép xuống bề mặt ống nhờ vào chuyển động của trục vít, tạo nên bán kính ống mong muốn

Phương pháp này có thể uốn các kích thước ống khác nhau mà không cần thay đổi dụng cụ, tạo được nhiều khúc cua trên bề mặt ống Tuy nhiên, quá trình uốn này rất chậm so với các kỹ thuật uốn ống khác Khả năng cao phương pháp này có thể làm hỏng ống trong những trường hợp yêu cầu bán kính uốn cong nhỏ hoặc ống mỏng

Hình 2.6 Phương pháp uốn vòng

2.4.5 Phương pháp uốn ống với giá đỡ

Phương pháp này là một biến thể của các kỹ thuật uốn ống khác, nó được áp dụng với các trường hợp uốn ống rỗng và liên quan đến việc đặt giá đỡ bên trong ống để bảo vệ nó khỏi những hư tổn trong quá trình uốn Giá đỡ bên trong ống là một thanh kim loại có đường kính nhỏ hơn so với ống, một phần của giá đỡ sẽ hoạt động linh hoạt theo biên dạng uốn cong của ống một cách dễ dàng Điều này cho phép quá trình uốn được thực hiện liên tục mà không gây hư tổn

Phương pháp này mang lại độ chính xác cao hơn, bảo vệ ống một cách tối ưu nhất, đồng thời các giai đoạn uốn được lặp lại giúp cho ống đạt được bán kính cong một cách tối ưu nhất Tuy nhiên, phương pháp này mang lại chi phí cao hơn so với các loại uốn ống thông thường khác nhưng bù lại nó có thể thực hiện quá trình uốn trong thời gian ngắn hơn mà không làm giảm chất lượng ống

15 Đây là phương pháp khá phổ biến, chúng thường được dùng trong việc sản xuất ống xả cho ô tô, thiết bị hàng không vũ trụ và dụng cụ tập thể dục

Hình 2.7 Phương pháp uốn với giá đỡ

Tổng quan máy uống ống

2.5.1 Máy uốn ống thủ công

Hình 2.8 Máy uốn ống thủ công a) Khái niệm

Phương pháp uốn thủ công ban đầu bắt đầu là dùng sức cửa con người, chuyên dùng để uốn cong kim loại như sắt thép có kích thước nhỏ và không cần đòi hỏi nhiều lực ép Mặc dù uốn ống bằng tay rất tiết kiệm vì giá thành phù hợp, nhưng tốc độ sản xuất, chất lượng, số lượng và độ chính xác, tính tự động không cao

Máy uốn tay cần phải có người trực tiếp vận hành và để ống cố định trong dụng cụ ở vị trí uốn cong thích hợp, thực hiện vị trí tay cầm vào vị trí và kéo cơ chế máy để tạo ra một đường cong c) Ưu điểm

• Giá thành đầu tư ban đầu thấp

• Thời gian sản xuất ngắn cho máy và dụng cụ

• Thao tác thực hiện đơn giản để vận hành, có thể cầm tay

• Tương đối an toàn để vận hành d) Nhược điểm

• Tính thông dụng còn hạn chế

• Chưa thể tự động hóa

• Đường kính ngoài tiêu chuẩn giới hạn với bán kính đường tâm dụng cụ

• Biên độ chính xác và độ lặp lại phải được thay đổi e) Các dụng cụ uốn tay được sử dụng phổ biến cho

• Uốn những đường cong ngắn

• Cấu tạo các bộ phận cơ bản và tỷ lệ lao động thấp

2.5.2 Máy uốn ống bán tự động

Hình 2.9 Máy uốn ống thủy lực

Hình 2.10 Máy uốn ống bằng động cơ điện a) Khái niệm

Máy uốn ống bán tự động về cơ bản là máy uốn ống chạy bằng động cơ điện hoặc thủy lực Các thiết bị đa dạng với nhiều kích cỡ và hình dạng, với nhiều đặc trưng Các máy uốn bán tự động cơ bản nhất có mức độ uốn cong và được kết nối với bảng điều khiển Điểm dừng là một giới hạn được thiết lập bằng công tắc hoặc hệ thống logic rơ le điện tử [7] b) Vận hành

Những máy này có thể điều chỉnh được định vị thủ công dụng cụ hoặc cung cấp định vị dụng cụ thông qua bảng điều khiển Người điều hành tiến hành thực hiện các chu kỳ thông qua một nút nhấn và máy sẽ uốn ống về vị trí đặt gốc Sau khi uốn cong được thực hiện, người vận hành sẽ lập vị trí vật lý mới chuyển tiếp đến vị trí uốn cong tiếp theo, kích hoạt trình tự quay trở lại,và lặp lại quy trình c) Ưu điểm

• Tăng công suất, năng suất

• Ít giao diện điều hành vật lý hơn,

• Nhiều tùy chọn khả dụng hơn,

• Phù hợp với các ống có khối lượng lớn hơn

• Máy tiêu chuẩn chính xác hơn

• Có khả năng ứng dụng khó hơn d) Nhược điểm

• Nguyên liệu đầu vào ảnh hưởng trực tiếp đến độ chính xác và tỷ lệ sản xuất

• Yêu cầu phải có chuyên môn khi sử dụng

• Thiếu độ chính xác và độ lặp lại đôi khi có thể chưa được như yêu cầu

• Phần sản phẩm phức tạp đang còn hạn chế

Hình 2.11 Máy uốn ống CNC a) Khái niệm

Máy uốn ống được điều khiển bằng máy tính (CNC) là được phát triển để giải quyết các vấn đề liên quan đến các biên dạng phức tạp Công nghệ máy tính hiện đại liên kết với cơ khí, kiểm soát cung cấp một phương pháp chính xác để kiểm soát ba trục uốn b) Vận hành

Cơ chế máy uốn CNC hoạt động tương tự như các phương pháp khác Sự khác biệt là sử dụng servo ở bảng điều khiển kiểm soát khoảng cách giữa uốn cong và mặt phẳng uốn cong Hệ thống tịnh tiến / thu hồi được làm ở mốc tiêu chuẩn Chuyển động và trình tự

19 dụng cụ, dữ liệu bộ phận lưu trữ và các mục khác sẽ được thảo luận để thao tác các bước được kiểm soát bởi máy tính tự động c) Ưu điểm

• Độ chính xác và độ lặp lại tối đa;

• Nguyên liệu đầu vào không cần cao cho quá trình tự sản xuất;

• Mức độ kiểm soát cao;

• Tính linh hoạt nhanh chóng thay đổi;

• Khả năng bộ phận phức tạp d) Nhược điểm

• Yêu cầu người vận hành phải thông thạo về máy tính và chuyên môn ;

• Có thể cần thêm bộ phận làm mát bằng khí hoặc điện;

• Bộ phận bảo trì phải có chuyên môn tốt

2.5.4 Cơ sở lý thuyết của việc chế tạo module chân

Cơ cấu Hexapod là một hệ thống robot chân có sáu chân, được thiết kế để có thể điều khiển các chuyển động và di chuyển trên đa dạng các bề mặt Một trong những yếu tố quan trọng đối với việc chế tạo cơ cấu hexapod là phải tạo ra một module chân vững chắc và đáp ứng được các yêu cầu kỹ thuật của hệ thống

Các yếu tố quan trọng trong việc chế tạo module chân cho cơ cấu hexapod bao gồm:

- Độ bền: Module chân phải được thiết kế để có thể chịu được tải trọng và tác động từ các chuyển động của robot, đồng thời phải có khả năng chịu được va chạm và mài mòn Điều này còn phụ thuộc vào các yếu tố khác như vật liệu được sử dụng, thiết kế cấu trúc, tính năng chống rung và chịu lực của các chi tiết khác như bánh xe, trục, động cơ, hệ thống giảm chấn, v.v Tuy nhiên, để đảm bảo độ bền của module chân, có thể sử dụng các vật liệu cứng như kim loại hoặc nhựa kỹ thuật và thiết kế cấu trúc chắc chắn, chịu được lực tác động và rung động Bên cạnh đó, cũng cần kiểm tra thường xuyên và bảo dưỡng định kỳ để đảm bảo hoạt động ổn định và bền bỉ của robot

- Độ chính xác: Cơ cấu hexapod yêu cầu sự chính xác cao trong quá trình di chuyển Việc thiết kế module chân phải đảm bảo độ chính xác trong các phép đo và tính

20 toán, để đảm bảo tính ổn định và độ chính xác của hệ thống cơ cấu hexapod là một hệ thống phức tạp và yêu cầu sự chính xác cao trong quá trình di chuyển Để đảm bảo tính ổn định và độ chính xác của hệ thống, thiết kế module chân phải được đảm bảo độ chính xác trong các phép đo và tính toán Các yếu tố cần được xem xét trong thiết kế module chân bao gồm: Độ chính xác của bề mặt phẳng, Thiết kế kết cấu, Điều kiện môi trường Với những yếu tố này được xem xét cẩn thận, thiết kế module chân có thể đảm bảo độ chính xác và tính ổn định của cơ cấu hexapod trong quá trình di chuyển

- Thiết kế linh hoạt: Module chân phải được thiết kế để có thể dễ dàng thay đổi và bảo trì, đồng thời phải có khả năng tương thích với các phụ kiện khác để có thể mở rộng và nâng cấp hệ thống Thiết kế linh hoạt của module chân là rất quan trọng để có thể tối ưu hiệu suất và tiết kiệm chi phí cho hệ thống Các yếu tố cần được xem xét để đảm bảo tính linh hoạt của module chân bao gồm: Kích thước, Giao diện, Kết cấu, Tiện ích Với những yếu tố trên, thiết kế linh hoạt của module chân sẽ giúp tối ưu hiệu suất và tiết kiệm chi phí cho hệ thống

- Hiệu suất và hiệu quả: Module chân cần thiết kế để tối ưu hóa hiệu suất và hiệu quả của cơ cấu hexapod, đảm bảo độ ổn định và chuyển động mượt mà của robot Để tối ưu hóa hiệu suất và hiệu quả của cơ cấu hexapod, có một số yếu tố cần được xem xét trong thiết kế module chân:

+ Vật liệu: Chọn vật liệu có độ bền cao và độ cứng tốt để đảm bảo sự ổn định của cơ cấu hexapod

+ Thiết kế kết cấu: Thiết kế kết cấu module chân phải đảm bảo sự ổn định và chịu được lực tác động từ chuyển động của robot

+ Định vị: Thiết kế định vị module chân để đảm bảo tính chính xác trong các chuyển động của robot

+ Khả năng chịu tải: Thiết kế module chân cần đảm bảo khả năng chịu tải cao để đáp ứng nhu cầu của robot

+ Thiết kế hệ thống làm mát: Cơ cấu hexapod cần phải được làm mát để tránh quá nhiệt, do đó thiết kế hệ thống làm mát cho module chân cũng là một yếu

21 tố quan trọng cần được xem xét

+ Thiết kế chống rung: Cơ cấu hexapod cần được giảm rung để đảm bảo chuyển động mượt mà, do đó thiết kế module chân cần có khả năng chống rung tốt

TỔNG QUAN CÁC CƠ CẤU CỦA MÁY

Khung máy

Hình 3 1 Mô hình toàn thân máy 3D

Hình 3 2 Mô hình toàn thân máy thực tế

- Sử dụng nhôm định hình

- Sử dụng bộ truyền động xích cho cụm đẩy

Cụm đẩy

- Trục đỡ: Làm chức năng cố định ống trên trục trong suốt quá trình uốn ống

- Khối đẩy di dộng: Liên kết trực tiếp với bộ truyển xích bằng bu lông và di chuyển dọc trên trục đỡ giúp đẩy ống cần uốn đi qua lỗ cố định và lỗ di chuyển

Cụm hexapod

- Mô tả cấu tạo và chức năng của các chi tiết

Hình 3 4 Cấu tạo cụm hexapod

Các chi tiết cấu tạo nên cụm hexapod

3.3.1 Các tấm cố định khung hexapod

- Là các chi tiết cố định khung của cụm hexapod lên khung nhôm định hình và liên kết với nhau bằng 3 trụ lớn phi 40

- Dùng để gắn các trục nhỏ nhằm cố định ray trượt của vít me

Hình 3 9 Tấm cố định giữa

- Là Chi tiết được cố định bằng 3 trục lớn phi 40 với các tấm cố định khác

- Tấm giữa được cấu tạo để gắn 6 động cơ tương ứng điều khiển 6 cánh tay và gắn 6 thước quang phục vụ cho việc đo đạt khoảng cách

Hình 3 11 Tấm đế thực tế

- Là Chi tiết được cố định bằng 3 trục lớn phi 40 với các tấm cố định khác

- Tấm dùng để lắp 6 vít me của 6 cánh tay

3.3.4 Cụm động cơ Động cơ

- Động cơ ECMA-C20807RS truyền động thông qua 2 bánh răng tới vít me Từ đó điều khiển 6 cánh tay của cụm hexapod

Hình 3 15 Động cơ thực tế

Hình 3 16 Bánh răng dẫn (bánh răng nhỏ) 3D

Hình 3 17 Bánh răng dẫn (bánh răng nhỏ) thực tế

Hình 3 18 Bánh răng bị dẫn (bánh răng lớn) 3D

Hình 3 19 Bánh răng bị dẫn (bánh răng lớn) thực tế

Hình 3 23 Khớp cầu thực tế

- Là chi tiết liên kết với bánh răng được truyền động từ động cơ giúp di chuyển các cánh tay

Hình 3 29 Khớp nối thực tế

Hình 3 30 Bao ngoài đai ốc vít me

Hình 3 32 Tấm chêm thực tế

- Là tấm được liên kết với 6 cánh tay và di chuyển tạo hình ống

- Có thể thay đổi các tấm di chuyển bao gồm không có lăn, module 2 con lăn và module 4 con lăn

Hình 3 33 Tấm không có con lăn 3D

Hình 3 34 Tấm không có con lăn thực tế

Hình 3 35 Tấm có sử dụng 4 con lăn

Hình 3 36 Tấm có sử dụng 2 con lăn

Hình 3 37 Cụm ống cố định

Hình 3 39 Ống console thực tế

Hình 3 41 Bạc giữ thực tế

Cấu tạo đầu uốn ống con lăn

Tấm cố định đầu uốn

Tấm cố định trục Trục

Hình 3 42 Cụm đầu uốn sử dụng 4 con lăn

Hình 3 43 Tấm cố định đầu uốn tròn

- Là chi tiết liên kết đầu uốn với 6 chân đẩy

Hình 3 44 Tấm cố định trục

- Là Chi tiết liên kết hai đầu trục của bộ con lăn và cố định bộ con lăn vào tấm tròn đầu uốn

- Được gia công từ thép tấm S45C

- Chi tiết có chức năng là cố định ổ bi và liên kết vào các tấm cố định Trục lắp với ổ bi là lắp chặt nên trong quá trình hoạt động sẽ hạn chế quay, chuyển động quay sẽ đến từ vòng ngoài ổ bi

- Là chi tiết mà ống phi 10 đi qua và chịu lực để định hình ống, giúp giảm ma sát cho quá trình uốn ống

Tấm cố định đầu uốn Tấm cố định trục

Hình 3 47 Cụm đầu uốn sử dụng 2 con lăn

Hình 3 48 Tấm cố định đầu uốn tròn

- Là chi tiết liên kết đầu uốn với 6 chân đẩy

Hình 3 49 Tấm cố định trục

- Là Chi tiết liên kết hai đầu trục của bộ con lăn và cố định bộ con lăn vào tấm tròn đầu uốn

- Được gia công từ thép tấm S45C

THỰC NGHIỆM TẠO HÌNH ỐNG

Thực nghiệm hệ thống đẩy ống

Tấm đẩy ống Ống lót

59 Ống console Hệ thống đẩy

- Kiểm tra điều chỉnh ống lót bên trong với ống comsole, đảm bao 2 lỗ được đồng tâm với nhau

Hình 4 3 Điều chỉnh ống console

- Tiến hành đưa ống phi 10 vào và kiểm tra đảm bảo ống được đưa vào một cách trơn chu và không bị vướng

Hình 4 4 Kiểm tra hệ thống đẩy ống

- Bước cuối cùng là chạy thử motor của hệ thống đẩy và tiến hành đẩy ống ra đảm bảo hệ thống đẩy hoạt động tốt

Thực nghiệm kiểm tra 6 cánh tay

Hình 4 5 Điều khiển Jog từng trục

Hình 4 6 Tiến hành cho chạy độc lập từng trục

- Lần lượt cho chạy độc lập các động cơ của từng cánh tay

- Jog nhiều tốc độ từ nhanh đến chậm và cho vít me di chuyển hết hành trình nhằm đảm bảo từng cánh tay hoạt động một cách trơn chu, không bị vướng lỗi

- Ta tổng cộng có 6 thước quang với 2 bộ đọc để đo và quan sát hành trình của 6 cánh tay

Hình 4 7 Bộ đọc đang hiển thị thông số di chuyển của trục

- Kiểm tra hành trình của từng trục thông.

Canh chỉnh đồng tâm giữa tấm di chuyển và ống console

- Sau khi đã kiểm tra đảm bảo hệ cơ của 6 trục hoạt động tốt, ta tiến hành trả 6 trục về 0 để lắp tấm di chuyển

Hình 4 8 Tất cả các trục được trả về 0

- Để tiến hành canh chỉnh đồng tâm giữa tấm di chuyển và ống console gồm các bước: B1: Lắp tấm di chuyển không có con lăn lên 6 cánh tay

Hình 4 9 Lắp tấm di chuyển không có con lăn

B2: Sau khi lắp thì lỗ của tấm di chuyển và lỗ của ống console lệch tâm nhau, ta sẽ tiến hành nới lỏng 6 khớp nối giữa vít me và trục

Hình 4 10 Nới lỏng 6 khớp nối

B3: Di chuyển tấm di chuyển ở vị trí mà lỗ của tấm và lỗ của ống console đồng tâm, tấm di chuyển vuông góc với mặt đất và song song với mặt phẳng của ống console đảm bảo đưa ống phi 10 vào một cách trơn chu

Hình 4 11 Canh chỉnh tấm di chuyển

Hình 4 12 Đưa thử ống vào kiểm tra đồng tâm

B4: Ở vị trí này ta sẽ có được số liệu vị trí 6 cánh tay ở trên bộ đọc thước quang

B5: Trả tấm di chuyển về vị trí cũ và xiết 6 khớp nối lại

B6: Tiến hành điều khiển di chuyển 6 cánh tay với số liệu ta có được ở bước trên thì ta sẽ có được vị trí mà tấm di chuyển có lỗ đồng tâm với lỗ của ống console.

Tạo hình ống từ các phương án đã xác định

4.4.1 Phôi uốn: Để kiểm tra về khả năng gia công Nhóm tiến hành gia công uốn phôi với nhiều kích thước khác nhau theo từng trường hợp đã thiết kế, khi đó ta mới có thể nhận định được một cách khách quan về khả năng của máy và chất lượng thành phẩm đã dựng hình

68 Để chế tạo ra những chiếc ống nhằm kiểm tra độ chính xác của máy nhóm đã thực hiện gia công trên phôi inox có đường kính phi 10 dài 250cm có độ dày 0.4mm Từ đó kiểm tra kích thước bán kính sau khi đã định hình ống và gia công nhằm kiểm tra độ chính xác của máy

Mục đích sử dụng phôi inox ống vì inox là nguyên liệu thông dụng, dễ tìm và inox là vật liệu có cơ tính chất khá thích hợp với máy uốn Máy chạy thử phôi inox có mác inox

Mác inox Độ bền kéo đứt Giới hạn chảy Độ dãn dài tương đối

Bảng 4 1 Cơ tính của inox 201

4.4.2 Tạo hình cho các mẫu ống trên máy uốn ống (Hexapod)

Các bước tiến hành tạo hình:

- Nhóm dùng ống inox phi 10 với chiều dài ống 250 cm

- Tiến hành đưa ống vào ống lót và xiết hệ thống đẩy ống

Hình 4 15 Đưa ống vào ống lót

Hình 4 16 Cố định hệ thống đẩy

- Tiến hành điều khiển 6 trục và hệ thống đẩy từ tủ điện đã được lập trình sẵn

Hình 4 17 Điều khiên 6 trục và hệ thống đẩy

- Các sản phẩm sau khi uốn được dán nhãn ở từng tọa độ khác nhau vào từng trường hợp để phân biệt

Hình 4 18 Mẫu uốn tấm di chuyển không sử dụng con lăn

Hình 4 19 Mẫu uốn tấm di chuyển sử dụng 2 con lăn

Hình 4 20 Mẫu uốn tấm di chuyển sử dụng 4 con lăn

4.4.3 Nhận xét sơ bộ quá trình tạo hình ống trên máy

- Nhóm sau khi đã quen thao tác với máy thì việc tạo hình với ống trung bình 4 phút cho mỗi mẫu ống

- Sau khi uốn xong thì một số mẫu ống tạo ra biên dạng ở trên ống không được tốt, một số thì có độ cong đạt yêu cầu

4.4.4 Đo các mẫu ống đã tạo hình trên máy uốn ống

- Sau khi uốn xong, tiến hành kiểm nghiệm bằng các bước đo bán kính của sản phẩm ống

4.4.4.1 Chuẩn bị dụng cụ đo:

- Đồng hồ điện tử để đo bán kính: Nhóm đã chọn sử dụng đồng hồ của hãng INSIZE với mã 2183

- Tấm kim loại gá mẫu ống

Hình 4 22 Tấm kim loại dày 5.5 mm

- Mặt bàn map hoặc bàn máy phay đạt độ phẳng và song song để đặt đồng hồ so và mẫu ống

4.4.4.2 Tiến hành các bước đo các mẫu ống:

- Thiết lập đồng hồ về chuẩn: cài đặt đồng hồ chỉnh đơn vị bằng cách nhấn nút in/mm về mm hiển thị ở mặt đồng hồ

Hình 4 24 Chỉnh đơn vị về mm

- Gắn đầu có hai đầu điểm tiếp xúc loại 60 mm vào ống lót của đồng hồ và vặn chặt đai ốc để cố định với ống lót của đồng hồ đo

Hình 4 25 Gắn đầu 2 điểm tiếp xúc loại 60 mm vào ống lót

- Nhấn nút s trên đồng hồ chỉ ra chỉ số s có in khoảng cách hai điểm trên chi tiết có hai đầu điểm tiếp xúc loại 60 mm và ta nhấn nút để thiếp lập đúng yêu cầu

- Theo quy định của nhà sản xuất R1 là bán kính ngoài và R2 là bán kính trong Chỉ số ở trên là số đo bán kính và chúng ta cũng cần chú ý đến đến hai kiểu R1 và R2 để đạt được sự thống nhất khi đo

Hình 4 27 Qui định về bán kính của đồng hồ đo bán kính

- Đặt đồng hồ đo lên mặt phẳng bàn máy CNC Thiết lập về 0 bằng cách cho ba điểm của đồng hồ thẳng hàng cho tiếp xúc với mặt đạt chuẩn như căn mẫu, nhấn nút zero khi đó ta thấy trên đồng hồ ở hàng trên hiển thị 4 chữ CCCC và hàng dưới có 4 số 0 Để đảm bảo hơn khi căn chỉnh, lần tiếp theo ta cho 3 điểm tiếp xúc của đồng hồ dời khỏi tiếp xúc với

79 căn mẫu và cho tiếp xúc lại Nếu hiển thị không thay đổi gì như so với lần đầu thì đã đạt được thiết lập yêu cầu

Hình 4 28 Chỉnh đồng hồ đo về 0

- Vạch dấu vùng biên dạng cong của mẫu ống đã uốn

Hình 4 29 Vạch dấu vùng biên dạng cong

- Gá đồng hồ cho mặt phần phẳng của hàm chạm vào tấm kim loại Đặt mẫu ỗng lên tấm kim loại Cho ba điểm của đồng hồ tiếp xúc và rà theo đường cong của mẫu ống Khi đó giá trị bán kính sẽ thay đồi theo biên dạng của mẫu ống ta tìm giá trị trung bình phù hợp Thống nhất chọn biên dạng trong đường cong để đo bán kính trong của ống

Hình 4 30 Đo bán kính ống

- Ghi lại kết quả đo bán kính của mẫu ống Lần lượt đo cho đến khi hết tất cả các trường hợp

Hình 4 31 Ghi lại kết quả đo

- Sau khi đo hết tất cả ta có kết quả ở cả 3 tấm di động

Bảng 4 2 Kết quả đo bán kính ống của tấm không sử dụng con lăn

Bảng 4 3 Kết quả đo bán kính ống của tấm có sử dụng 2 con lăn

Bảng 4 4 Kết quả đo bán kính ống của tấm có sử dụng 4 con lăn

4.4.5 Kết quả và đánh giá sản phẩm tại các tọa độ điểm

4.4.5.1 Tấm di động không sử dụng con lăn

Hình 4 32 Một vài đoạn ống được tạo hình từ tấm không có con lăn

Trường hợp 1: X tăng dần từ 0.5 đến 3.5 với bước 0.5 và Z10 cố định.

- Tọa độ trục X từ 0.5 tới 3.5 ở bảng 4.2 và hình 4.33 cho thấy khi X tăng thì bán kính R giảm từ R&508 xuống còn R'78.1 Ở tọa độ này sản phẩm uốn có độ cong không ổn định

Hình 4 33 Biểu đồ thể hiện bán kính ống ở trường hợp 1 (không con lăn)

Trường hợp 2: X tăng dần từ 0.5 đến 3.5 với bước 0.5 và Z10.5 cố định

- Tọa độ trục X từ 0.5 tới 3.5 ở bảng 4.2 và hình 4.34 cho thấy khi X tăng thì bán kính R giảm từ R#589 xuống còn R89.5 Ở tọa độ này sản phẩm uốn có độ cong không ổn định

Trường hợp 3: X tăng dần từ 0.5 đến 3.5 với bước 0.5 và Z11 cố định

- Tọa độ trục X từ 0.5 tới 3.5 ở bảng 4.2 và hình 4.35 cho thấy khi X tăng thì bán kính R giảm từ R643.4 xuống còn R86.1 Ở tọa độ này sản phẩm đạt độ cong tốt và ổn định nhất

4.4.5.2 Tấm di động sử dụng 2 con lăn

Hình 4 36 Một vài đoạn ống được tạo hình từ tấm 2 con lăn

Hình 4 37 Biểu đồ thể hiện bán kính ống ở trường hợp 1 (2 con lăn)

- Tọa độ trục X từ 0.5 tới 3.5 ở bảng 4.3 và hình 4.38 cho thấy khi X tăng thì bán kính R giảm từ R#411 xuống còn R26.1 Ở tọa độ này sản phẩm uốn có độ cong không ổn định

- Tọa độ trục X từ 0.5 tới 3.5 ở bảng 4.3 và hình 4.39 cho thấy khi X tăng thì bán kính R giảm từ R534 xuống còn R92.3 Ở tọa độ này sản phẩm đạt độ cong tốt và ổn định nhất

4.4.5.3 Tấm di động sử dụng 4 con lăn

Hình 4 40 Một vài đoạn ống được tạo hình từ tấm không có con lăn

TỔNG KẾT

Kết quả đạt được

5.1.1 So sánh 3 tấm di chuyển

- Đối với trường hợp 1: X tăng dần từ 0.5 đến 3.5 với bước 0.5 và Z10 cố định

Không sử dụng con lăn

Hình 5 1 So sánh 3 tấm với tọa độ ở trường hợp 1

- Ở trường hợp này kết quả uốn trên biểu đồ không được ổn định

- Về tổng quan khi X tăng thì bán kính R giảm

- R giảm đều từ khoảng X = 0.5 đến X = 2.5 và X = 3 đến X =3.5

- Khi thay đổi X từ 2.5 lên 3 ta thấy bán kính ống khi uốn ra có sự thay đổi lớn

- Đối với trường hợp 2: X tăng dần từ 0.5 đến 3.5 với bước 0.5 và Z10.5 cố định

- Ở trường hợp này kết quả uốn trên biểu đồ không được ổn định

- R giảm đều từ khoảng X = 0.5 đến X = 2 và X = 2.5 đến X =3.5

- Khi thay đổi X từ 2 lên 2.5 ta thấy bán kính ống khi uốn ra có sự thay đổi lớn

- Đối với trường hợp 3: X tăng dần từ 0.5 đến 3.5 với bước 0.5 và Z11 cố định

- Ở trường hợp này kết quả uốn trên biểu đồ tương đối ổn định

- R giảm đều từ khoảng X = 0.5 đến X = 2 và X = 2 đến X =3.5

- Độ sai lệch kết quả ở ba tấm là không đáng kể

- Việc sử dụng tấm có con lăn sẽ giúp cho ống đi ra được mượt mà hơn, giúp giảm được lực ma sát

- Đối với kết cấu sử dụng bốn con lăn hầu hết không khác nhiều so với hai con lăn nhưng sẽ hổ trợ uốn được nhiều phương và ổn định hơn

Sản phẩm nghiên cứu, thiết kế, chế tạo và các kết quả của đề tài đã được thực hiện theo nội dung đã đăng ký, gồm:

• Một máy uốn ống con lăn được điều khiển bằng PLC và sự hỗ trợ của phần mềm Solidwork và Ansys (trong việc hỗ trợ xuất hình ảnh và tính toán sức bền của cơ cấu) Máy có thể gia công uốn với kích thước tương đối nhỏ với độ thẩm mỹ tương đối cao

• Phần giải thuật lập trình làm việc rất tốt không có trục trặc gì cho ra sản phẩm có độ chính xác cao (92% - 98%)

• Máy chạy tương đối ổn định

• Kích thước máy nhỏ gọn, dễ dàng di chuyển

• Dựa trên máy thực tế sau gia công, điều chỉnh máy hợp lý và hoàn chỉnh hơn

=> Cơ bản đã hoàn thành các mục tiêu đề ra.

Kết quả chưa đạt được

- Việc lập trình thủ công

- Phôi đưa vào phải là phôi đã được nắn thẳng

- Chưa có hệ thống cắt phôi tự động.

Đề xuất phương án khắc phục của đề tài

- Thiết kế thêm bộ phận nắn thẳng và duy trì mức độ ổn định phôi trước khi đưa vào gia công

- Có thể thiết kế thêm bộ dẫn phôi tự động, bán tự động giúp tăng năng suất

- Cải tiến thêm nhiều chế độ uốn ở phần điều khiển.

Tiêu đề	Thực Nghiệm Tạo Hình Ống Bằng Máy Uốn Ống Có Sử Dụng Con Lăn
Tác giả	Đặng Ngọc Linh, Trần Cao Tiến, Phạm Minh Triết
Người hướng dẫn	ThS. Huỳnh Đỗ Song Toàn
Trường học	Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Thành Phố Hồ Chí Minh
Chuyên ngành	Công Nghệ Kỹ Thuật Cơ Khí
Thể loại	Đồ Án Tốt Nghiệp
Năm xuất bản	2023
Thành phố	Tp. Hồ Chí Minh

Định dạng
Số trang	108
Dung lượng	8,99 MB