Thiết kế máy cắt tấm

LỜI CẢM ƠN Trong trình thực hiện, luận văn hoàn thành với hướng dẫn thầy NGUYỄN THANH NAM Em xin chân thành cảm ơn giúp đỡ tận tình thầy để em hoàn thành luận văn Xin chân thành cám ơn thầy cô môn CƠ SỞ THIẾT KẾ MÁY – KHOA CƠ KHÍ giảng dạy em suốt trình học tập để trang bò cho em có kiến thức ngày hôm ngày hoàn thành tốt luận văn này, có kiến thức chuyên ngành trước vào đời Xin chân thành cám ơn thầy cô trường giảng dạy em thời gian qua để em có kiến thức môn khác hổ trợ cho em hoàn tất luận văn biết thêm kiến thức ngành Cuối em xin cảm ơn thầy phản biện, quý thầy cô hội đồng bảo vệ luận văn bỏ nhiều thời gian quý báu để đọc, nhận xét chấm luận án TP HỒ CHÍ MINH, ngày 30 tháng 12 năm 2008 Sinh viên thực hiện: Phạm Ngọc Trung ii MỤC LỤC Trang bìa i Lời cảm ơn ii Tóm tắt iii Mục lục iv CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU CHUNG 1.1 Tổng quan kim loại 1.1.1 Giới thiệu chung 1.1.2 Tổng quan sản phẩm cắt 1.1.3 Tình hình thiết bị phương pháp cắt 1.2 Cắt phương pháp sử dụng dao cắt 10 1.2.1 Nguyên lí chung 10 1.2.2 Phân loại máy cắt 13 1.2.3 Nhiệm vụ đề tài 15 CHƯƠNG 2: CƠ SỞ THIẾT KẾ MÁY CẮT TẤM 2.1 Phân tích sơ máy cắt dạng dao cắt 16 2.1.1 Các thành phần máy cắt 16 2.1.2 Phân tích thành phần 22 2.2 Thông số ban đầu - yêu cầu thiết kế 40 iv 2.3 Lựa chọn phương án 40 2.4 Sơ đồ động 41 CHƯƠNG 3: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ ĐỘNG HỌC, ĐỘNG LỰC HỌC VÀ CÁC KÍCH THƯỚC CHÍNH 3.1 Tính toán động học 42 3.2 Tính toán động lực học 44 3.2.1 Lực cắt 44 3.2.2 Phân tích phận máy 44 CHƯƠNG 4: THIẾT KẾ HỆ THỐNG THUỶ LỰC 4.1 Vài thông số thiết kế hệ thống thuỷ lực 56 4.2 Phân tích lựa chọn phương án 57 4.2.1 Phương án 57 4.2.2 Phương án 59 4.2.3 Phương án 61 4.3 Các thành phần hệ thống thuỷ lực 64 4.4 Tính toán thành phần hệ thống thuỷ lực 64 4.5 Lựa chọn thành phần hệ thống thuỷ lực 68 4.6 Mạch thuỷ lực 69 CHƯƠNG 5: HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN 5.1 Các phương án điều khiển tự động lựa chọn phương án 70 5.1.1 Điều khiển Rơle 70 v 5.1.2 Điều khiển kỹ thuật số 70 5.1.3 Điều khiển vi xử lí 71 5.1.1 Điều khiển máy tính 71 5.1.2 Điều khiển PLC 72 5.2 Điều khiển trình cắt 73 Kết luận 76 Tài liệu tham khảo 77 vi Chương 1: Giới thiệu chung Chương 1: GIỚI THIỆU CHUNG 1.1 Tổng quan kim loại 1.1.1 Giới thiệu chung Nền khí nước ta khí phát triển, non nớt so với nước phát triển Chính lẽ đó, xí nghiệp, sở sản xuất gia công nhỏ lẻ nhiều Các xí nghiệp nhỏ, lẻ thường sản xuất loại sản phẩm có sản lượng không lớn lắm, đồng thời đa dạng chủng loại, hình dáng Do đó, nhu cầu loại máy đa năng, giá hợp lý, chất lượng đòi hỏi không cao lớn Các loại máy gia công kim loại cần cho xí nghiệp là: máy búa, máy công cụ (tiện, phay, bào …), máy ép, máy dập, máy cắt loại … Trong đó, máy cắt loại máy sử dụng nhiều Hiện nay, công ty kinh doanh máy cắt nhiều, lớn có, nhỏ có, máy có, máy qua sử dụng nhập từ nước Mặc dù máy công ty nước sản xuất chưa nhiều công ty nước có điểm lợi chi phí vận chuyển không lớn lắm, đóng thuế nhập máy móc có vấn đề thuận tiện cho việc bảo trì bảo dưỡng Nếu nắm bắt thuận lợi trên, đồng thời sản xuất sản phẩm có chất lượng tiềm lớn Chính lẽ đó, máy cắt em lựa chọn làm đề tài nghiên cứu cho luận văn 1.1.2 Tổng quan sản phẩm cắt Hiện nay, thò trường, sản phẩm xuất với mẫu mã đa dạng, chủng loại phong phú Trong đó, sản phẩm công nghiệp chiếm phần không nhỏ Các sản phẩm công nghiệp là: đồ dùng gia đình, tủ, bàn, ghế, thiết bò, máy móc, ô tô Sản phẩm công nghiệp chế tạo theo phương pháp khác nhau, tùy theo vật liệu, công dụng, chức sản phẩm Các phương pháp chế tạo là: gia công cơ, đúc, gia công áp lực, Chiếm phần đáng kể sản phẩm công nghiệp sản phẩm dạng (hay phôi ban đầu có dạng tấm) Đây sản phẩm sử dụng rộng rãi -1- Chương 1: Giới thiệu chung ngành: xây dựng, giao thông, khí, gia dụng Các sản phẩm là: xà gồ, tôn, vỏ máy, khung xe, vỏ đồ gia dụng (tủ, cửa), Hình 1.1 Một vài sản phẩm công nghiệp Các sản phẩm dạng gia công nhiều phương pháp khác nhau, tùy theo sản lượng, yêu cầu, vật liệu sản phẩm Nếu sản phầm cần sản xuất với số lượng lớn chúng sản xuất máy chuyên dùng, mức độ tự động hoá cao Ngược lại, sản phẩm có số lượng nhỏ, hình dáng phức tạp sản xuất, gia công máy đơn giản hơn, tự động hóa không cần cao Để gia công tấm, người ta sử dụng nhiều phương pháp Các phương pháp bao gồm: chấn, dập, đột, cán Trong cắt phương pháp sử dụng phổ biến Nó sử dụng sản xuất đơn hàng loạt vừa hàng khối 1.1.3 Tình hình thiết bò phương pháp cắt Hiện nay, thò trường có nhiều loại máy cắt khác Các máy cắt từ đơn giản (vận hành tay) đến tự động hoá (CNC), từ trọng tải nhỏ đến trọng tải lớn có mặt thò trường Tuỳ theo dạng sản xuất, người ta dễ dàng tìm thấy loại máy cắt phù hợp cho công việc 1.1.3.1 Phương pháp cắt máy cắt thủy lực Thiết bò dựa nguyên lý cắt thông thường Thiết bò bao gồm cấu sau:  Cơ cấu giá đỡ giúp việc đặt phôi điều chỉnh mép cắt  Một lưỡi cắt tònh tiến theo phương để cắt, cấu sử dụng thủy lực để tạo lực cắt Cơ cấu kẹp chặt dùng cố đònh vò trí phôi tránh tượng gấp phôi cắt, cấu sử dụng khí nén để tạo lực kẹp phôi -2- Chương 1: Giới thiệu chung Hình 1.2 Cắt máy cắt thuỷ lực Trình tự cắt sau:  Người công nhân đưa phôi vào Phôi lấy dấu tay Việc chỉnh để cắt mép phải dựa vào người công nhân  Khi trình cắt bắt đầu cấu kẹp lấy phôi Sau phôi kẹp chặt dao bắt đầu xuống cắt đến hết chiều dài phôi Ưu điểm:  Năng suất cắt cao chiều dài cắt dài m cắt nhiều lúc  Cắt thép dày  Mép cắt đẹp cần mài sơ lại đá mài Nhược điểm:  Máy cắt hình dạng đơn giản đường cắt có dạng đường thẳng  Muốn cắt xác cao phải dựa vào người lắp phôi  Khối lương máy lớn nên yêu cầu móng phải thiết kế đặc biệt  Quá trình cắt gây rung động ảnh hưởng đến công trình xây dựng xung quanh 1.1.3.2 Phương pháp cắt máy lưỡi cắt Đây phương pháp thủ công dùng đá cắt (hoặc đá mài) cắt theo đường vẽ sẵn Ưu điểm:  Máy nhỏ gọn -3- Chương 1: Giới thiệu chung  Năng suất cao chi tiết cần cắt nhỏ mỏng Hình 1.3 Cắt lưỡi cắt Nhược điểm:  Thiết bò không an toàn đá cắt vỡ quay với vận tốc lớn  Chiều dày thép không lớn  Không cắt biên có đường cắt thay đổi hướng 1.1.3.3 Phương pháp cắt cưa Phương pháp không dùng cho việc cắt thép Do suất thấp, thiết bò thời gian chạy không 1.1.3.4 Phương pháp cắt lửa khí Quá trình cắt khí đốt cháy kim loại dòng oxy để tạo nên oxit oxit bò thổi để tạo thành rãnh cắt Nguồn khí cháy acetylene, propan, etylen 1.1.3.5 Cắt áp lực nước Nguyên lý chung cắt áp lực nước: -4- Chương 1: Giới thiệu chung Hình 1.4 Cắt tia nước Nước từ vòi qua hệ thống lọc đến bơm thủy lực, sau nước đến hệ thống tăng áp suất cuối đến miệng phun Nước tăng áp suất mạch kín từ áp suất 200 bar bơm thuỷ lực cấp Nước bơm xen kẽ vào bên trái hay bên phải xilanh Trục piston lắp vào piston thủy lực mạch thứ hai Các valve chiều tương ứng cho cửa vào cửa nước điều khiển việc làm tăng giảm áp suất nước xilanh -5- Chương 1: Giới thiệu chung Nước sau tăng áp đến miệng phun, có chuyển đổi từ áp suất sang dạng tia vận tốc cao (có thể đạt 800 – 1000m/s) Người ta nâng cao hiệu tia nước cách thêm vào chất mài mòn Kó thuật cắt nước ứng dụng khoan lỗ, cắt loại vật liệu khác thép, đá kính chống đạn Ưu điểm:  Vật liệu dùng để cắt nhiều rẻ tiền  Quá trình cắt diễn êm không gây ồn gây rung, không gây ô nhiễm môi trường không sinh bụi khí độc  Năng suất tương đương với phương pháp khác, đặc biệt cắt vật liệu dòn thuỷ tinh  Ngay sau chi tiết cắt xong đem sử dụng mà không cần qua trình làm bề mặt cắt  Cắt hầu hết loại vật liệu Nhược điểm:  Nguồn nước phải lọc trước sử dụng, không lọc gây ăn mòn hoá học học chi tiết máy  Thiết bò đắt chế tạo với độ xác cao Đặc biệt đầu phun làm vật liệu chòu mài mòn kim cương 1.1.3.6 Cắt tia laser Nguồn ánh sáng laser theo hệ thống gương phản xạ hội tụ tạo tia có lượng cao nung nóng thép nhanh vùng nung nhỏ đến nhiệt độ nóng chảy Quá trình cắt nhờ nguồn khí CO2 thổi bay lớp kim loại lỏng tạo thành vết cắt Khí CO2 tác dụng cắt có tác dụng bảo vệ bề mặt cắt không bò oxy hóa, kết vết cắt nhỏ đẹp Laser nhìn thấy không nhìn thấy tia cực tím tia hồng ngoại -6- Chương 4: Thiết kế hệ thống thuỷ lực Yêu cầu hai xilanh là: diện tích (A) xilanh lớn (2A) phải diện tích (B) xilanh nhỏ (2B) Có vậy, hai xilanh đảm bảo xuống 4.2.4 Lựa chọn phương án: Mục tiêu thiết kế em máy cắt có tải trọng 140KN, nên công suất bơm không đòi hỏi lớn, vậy, máy cắt thiết kế không cần sử dụng nhiều bơm phương án thư Bên cạnh đó, phương án thứ 2, phận cân dao trục quay bị kẹt đầu dao xuống nhanh Vì vậy, em thiết kế hệ thống thủy lực theo phương án thứ ba 4.3 Các thành phần hệ thống thủy lực: Theo phương án hai, hệ thống thủy lực gồm thành phần sau: - Động dẫn bơm: động pha - Bơm thủy lực - Hai xilanh tác động kép, có giảm chấn - Ba van bốn cửa hai vò trí, tác động nam châm - Một van bốn cửa ba vò trí, tác động nam châm - Ba van tiết lưu, điều chỉnh lưu lượng - Hai van chiều, đó, van có tín hiệu điều khiển - Bộ lọc dầu - Đồng hồ đo áp - Hai van tràn: để ngăn ngừa tải mạch - Bể dầu 4.4 Tính toán thành phần hệ thống thủy lực: 4.4.1 Tính toán xi lanh hệ thống cắt - Lực cắt tối đa máy: Fc  140 KN - Lực cắt xilanh: F  Fc  70 KN -64- Chương 4: Thiết kế hệ thống thuỷ lực - Chọn áp suất tối đa xilanh: p  100bar - Đường kính pisston: F  p A  p D -  D 4F 4.70.103   0, 094  m  p. 100.105. Chọn D =100 (mm) Như vậy, ta chọn xilanh đường kính xilanh: 100 mm Tra bảng 4.1 tài liệu [1] ta có, đường kính cần piston là: 70 mm Dựa vào hình 4.5, lực F1 = F2, ta tính kích thước lại xylanh cắt theo công thức sau:  d B2   (1002  702 )  d B  71, 4mm Ta chọn d B  80mm theo tiêu chuẩn Tra bảng 4.1 tài liệu [ ] ta có, đường kính piston là: 56mm 4.4.2 Tính toán xi lanh hệ thống kẹp - Lực kẹp kẹp: Fk  50 KN - Lực cắt xilanh: F" Fk  25KN - Chọn áp suất tối đa xilanh: p  100bar - Đường kính pisston: F "  p A  p  D1   D12 4F " 4.25.103   0, 056  m  p. 100.105. - Chọn D1 =63 (mm) -65- Chương 4: Thiết kế hệ thống thuỷ lực Như vậy, ta chọn xilanh đường kính xilanh: 63 mm Tra bảng 4.1 tài liệu [1], ta có, đường kính cần piston là: 36 mm 4.4.3 Bơm: A Hệ thống cắt Lưu lượng xuống dao nhanh Qck: - Vận tốc xuống dao nhanh: vx = 80 mm/s vx  Qx A  Qx  v x A  Qx  80   100    1000  1000    Qx  6, 3.104 m3 s   Qck  37,8  l ph  Lưu lượng trình cắt Qc: - Vận tốc cắt: vc = 10 mm/s vc  Qc A  Qc  vc A  Qc  10   100    1000  1000   Qc  7,85.105 m3 s  Qc  4, 71 l ph  Lưu lượng trình lùi dao Qr : - Vận tốc lùi dao: vl = 56 mm/s vl  Ql AD  Ad  Ql  vl  AD  Ad   Ql  56   0,12  0, 07     1000  4  -66- Chương 4: Thiết kế hệ thống thuỷ lực   Ql  2, 24.104 m3 s   Ql  13,  l ph  B Hệ thống kẹp Lưu lượng kẹp phôi : - Vận tốc kẹp kẹp phôi: vk = 80 mm/s vk  Qk A  Qk  vk A 80   63   Qk    1000  1000    Qk  2,5.10 5 m3 s   Qk  15  l ph  Lưu lượng lùi kẹp Q lk: - Vận tốc lùi dao: vlk = 56 mm/s vlk  Qlk AD  Ad  Qlk  vlk  AD  Ad   Qlk  56   0, 0632  0, 0362     1000  4    Qlk  11, 75.105 m3 s   Qlk  7, 05  l ph  C Công suất thủy lực bơm: - Áp suất máy cung cấp áp suất làm việc xilanh cộng với áp suất tổn hao đường truyền: (với  p lấy 15% pmax) p = pmax +  p = 100 + 15 = 115 (bar) Pb   Qc  Qk  p 600.0,8 -67- Chương 4: Thiết kế hệ thống thuỷ lực  Pb  15  4, 71 115  4, 72kW 600.0,8 D Lựa chọn loại bơm: Trên thò trường nay, có nhiều loại bơm: bơm bánh răng, bơm trục vis, bơm piston, bơm cánh gạt Mỗi loại bơm có ưu điểm riêng Khi chọn bơm, có yêu cầu cho việc lựa chọn loại bơm thích hợp cho việc thiết kế như: áp suất tối đa, lưu lượng tối đa, phương thức điều khiển, tốc độ bơm, hiệu suất, giá thành, Căn vào số yêu cầu ta chọn bơm cho máy cắt bơm bánh ăn khớp ngoài: - Áp suất tối đa máy cắt thiết kế 100 bar, áp suất tối đa bơm bánh lên đến 300 bar - Lưu lượng tối đa mà mạch thủy lực máy cắt tính là: 58,92 l/p, lưu lượng bơm tối đa bơm bánh lên đến 760 l/p - Kích thước bơm bánh nhỏ - Ngoài ra, loại bơm sử dụng rộng rãi thò trường, kết cấu bơm đơn giản 4.4.4 Động dẫn bơm: - Chọn hiệu suất bơm là:  b = 0,95 -Do công suất động dẫn máy bơm là: Pdc  Pb b  4, 72  4,97 kW 0,95 4.5 Lựa chọn thành phần hệ thống thủy lực: 4.5.1 Động dẫn bơm: Theo tính toán mục 4.4.3, công suất động yêu cầu 3,98kW, tra bảng P1.1 [3], ta chọn động có số hiệu là: A112M4 có - Công suất là: 5,5 kW - Vận tốc quay là: 1425v/p 4.5.2 Bơm: -68- Chương 4: Thiết kế hệ thống thuỷ lực Lưu lượng cung cấp tối đa bơm là: Q  Qx  Qk Với Qx = 37,8 l/ph Qk = 15 l/ph Khi lắp vào động cơ, ta có lưu lượng theo vòng quay là: q= Qx  Qk 37,8  15  = 0,037 l/vg = 37 cm3/vg n 1425 4.6 Mạch thủy lực: -69- Chương 4: Thiết kế hệ thống thuỷ lực 10 12 5CC 6CC Q3 5N 3N 4N Q1 Q2 1N 2N M Hình 4.6 Mạch thủy lực cho trình cắt -70- 6N Chương 5: Hệ thống điều khiển CHƯƠNG 5: HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN 5.1 Các phương án điều khiển tự động lựa chọn phương án 5.1.1 Điều khiển rơle: Rơle công tắc điện có khả chòu dòng cao, tác động gián tiếp dòng điện điều khiển có cường độ thấp Nó thành phần quan trọng hệ thống điều khiển đại Rơle cho phép thực hệ thống điều khiển tinh vi sử dụng rộng rãi thiết bò công nghiệp với nhiệm vụ tạo giao tiếp tín hiệu mức điện áp thấp (5 – 24V) từ điều khiển đến thiết bò công nghiệp cấu tác động làm việc với điện áp dòng điện cao Mạch điều khiển dùng rơle: cách nối tiếp điểm ngõ vào ngõ rơle theo kiểu nối tiếp song song tạo kiểu logic điều khiển Chẳng hạn, tiếp điểm mắc nối tiếp, rơle hoạt động theo logic AND Rơle sử dụng phần tử trung gian cho cấu tác động khác sử dụng lý tưởng cho chuyển đổi tín hiệu điều khiển nhỏ thành tín hiệu kích hoạt cho thiết bò có công suất cao Ưu điểm: Dễ thiết kế lắp đặt, toàn công việc điều khiển thực thông qua phối hợp đơn giản trình tự hoạt động rơle Thiết bò sử dụng rẻ tiền đơn giản dễ chế tạo Nhược điểm: Tất rơle điều co cấu tạo để đóng mở tiếp điểm nên làm hạn chế tốc độ tác động, giảm tuổi thọ độ tin cậy Các rơle cồng kềnh nên chiếm nhiều không gian tủ điều khiển Độ ổn đònh không cao 5.1.2 Điều khiển kỹ thuật số Các IC số có nhiều cổng logic vi mạch, cổng bao gồm diode transitor, điện trở tụ điện phân cực Các cổng logic hoạt động với tốc độ cao tiêu thụ lượng hẳn so với mạch rơle -70- Chương 5: Hệ thống điều khiển Các IC số cho phép thiết kế lắp đặt hệ thống (phần cứng có khả điều khiển logic với tốc độ cao trường hợp điều khiển điều khiển liên tục thông qua việc sử dụng chuyển đổi A/D) Tuy nhiên, có yêu cầu thây đổi viết chương trình điều khiển chất không linh hoạt kết nối phần cứng, cần phải loại bỏ thay nhiều mạch nên phải nhiều thời gian để thiết kế lại Ưu điểm: - Bộ điều khiển có tác động nhanh êm - Kích thước nhỏ gọn - Giá thành rẻ Nhược điểm: - Tốn thời gian hoàn thành mạch bo mạch - Bo mạch tương đối cứng “cứng”(khó thay đổi chương trình) Bộ điều khiển kỹ thuật số thích hợp để sử dụng máy thay đổi chức điều khiển trình vận hành điều khiển sản xuất nhiều để giảm chi phí, giá thành cho khâu thiết kế bo mạch 5.1.3 Điều khiển vi xử lý Cũng sử dụng linh kiện điện tử tích hợp bo mạch để nhận tín hiệu vào phản hồi tín hiệu để điều khiển Nhưng linh kiện điện tử linh kiện điện tử “mềm” có khả thay đổi thông số để điều khiển Ưu điểm: - Dễ thay đổi chương trình để điều khiển mà không cần thay đổi phần cứng Không cần làm lại mạch nên giảm chi phí thiết kế bo mạch Nhược điểm: - Lập trình cho điều khiển khó - Khó sửa lỗi giải thuật 5.1.4 Điều khiển máy tính Máy tính máy điện tử xử lý thông tin dạng nhò phân Nó phù hợp để tính toán lưu trữ lương thông tin lớn -71- Chương 5: Hệ thống điều khiển Hầu hết máy tính có cấu trúc tương tự nhau, bao gồm khối xử lý trung tâm, nhớ khối vào Các khối kết nối với đường bus để đảm bảo thông tin chúng với Bộ vi xử lý máy tính có khả thực logic cần thiết để nhận dạng thực thi lệnh chương trình, với nhớ ROM EPROM chứa phần mềm điều hành chương trình cố đònh Mạch tích hợp RAM cung cấp nhớ đọc/ghi dành cho việc lưu trữ liệu tạm thời mạch tích hợp vào/ra chuẩn cho phép thực việc liên kết phần tử ngoại vi Hệ thống yêu cầu nguồn cấp, dao động để làm đồng phận bên vài cổng logic để kết nối mạch tích hợp với đường bus Khối vào dùng để đưa liệu trình điều khiển vào xủ lý trung tâm Bộ xử lý trung tâm xử lý liệu nhận theo chương trình lập sẵn để đưa tín hiệu lệnh tương ứng đến đòa nhận cụ thể để khối ngõ thực Ưu điểm: - Giải thuật lập trình dễ kiểm soát sửa chữa - Có thể mô số thiết bò Nhược điểm: - Cấu tạo cồng kềnh, phần cứng máy tính đắt tiền - Tốc độ xử lý chậm nhớ dạng trống từ - Không ổn đònh môi trường công nghiệp dễ bò nhiễu 5.1.5 Điều khiển PLC PLC viết tắt thuật ngữ “Progammable Logic Controller” điều khiển lập trình thiết kế nhằm thay phương pháp điều khiển truyền thống dùng rơle thiết bò rời cồng kềnh tạo khả điều khiển thiết bò dễ dàng linh hoạt dựa việc lập trình lệnh logic Ngoài ra, PLC thực tác vụ khác đònh thì, đếm, … làm khả điều khiển cho hoạt động phức tạp, với PLC nhỏ Ưu điểm: -72- Chương 5: Hệ thống điều khiển - Việc sử dụng PLC cho phép hiệu chỉnh hệ thống điều khiển mà không cần thay đổi vế mặt kết nối dây, thay đổi thay đổi chương trình điều khiển nhớ thông qua thiết bò điều khiển chuyên dùng - Khả kháng nhiễu tốt - Cấu trúc dạng mo-dun cho phép dễ dàng thay thế, tăng khả (nối thêm modun mở rộng vào/ra) thêm chức (nối thêm mo-dun chuyên dùng) - Việc kết nối dây mức điện áp tín hiệu ngõ vào ngõ chuẩn hoá - Ngôn ngữ lập trình chuyên dùng – ladder, instrucsion, function chart – dễ hiểu dễ sử dụng - Thay đổi chương trình điều khiển dễ dàng - Cấu trúc dạng mô-dun để dễ dàng bảo trì sửa chữa - Sử dụng thích hợp nhà máy sản xuất công nghiệp Nhược điểm: - Giá thành cao Tóm lại, so sánh ưu khuyết điểm dạng điều khiển nêu đối chiếu với mục đích yêu cầu sử dụng cho điều khiển máy cắt, ta chọn phương án điều khiển Rơle Mặc dù, điều khiển Rơle có khuyết điểm qui mô sử dụng nhỏ so với ưu điểm với loại khác tính kinh tế cao nhiều Vì vậy, ta chọn điều khiển cho máy Rơle 5.2 Điều khiển trình cắt: 5.2.1 Nguyên lý điều khiển: Như ta biết, máy cắt, qúa trình cắt, dao có ba chuyển động: xuống dao nhanh, cắt lùi dao Ngoài ra, trước cắt thực trình kẹp Ta điều khiển trình kẹp với ba giai đoạn chuyển động dao Ta đặt ba công tắc hành trình hai đầu dao: công tắc hành trình trên, công tắc hành trình công tắc hành trình Khi tiếp điểm công tắc hành trình đóng, hay mở, đóng hay ngắt dòng điện vào nam châm van 5.2.2 Tiến trình điều khiển: Sơ đồ khối qúa trình điều khiển: -73- Chương 5: Hệ thống điều khiển Khởi động Kẹp phôi Xuống dao nhanh Cắt Lùi Hình 5.1 Sơ đồ khối tiến trình điều khiển 5.2.3 Thiết kế mạch điều khiển Biểu đồ chức Khởi động động Đ 0.1 : Lặp lại Đợi khởi động Đ 1.2 : Khỏi động Kẹp chi tiết Đ 2.3 : Đã kẹp Xuống dao nhanh Đ 3.4 : Đã xuống dao Cắt Đ 4.5 : Đã cắt Lùi Đ 5.1 : Đã lùi -74- Chương 5: Hệ thống điều khiển Biểu đồ trạng thái Nam châm Bước 1N 2N 3N 4N 5N 6N N7; Động x x x x x x x x x x x x x x x 5.2.4 Mạch điều khiển 3C 3C 3RĐ 4RĐ 1C 110V 2C RESET 1K 1RN 1T 6RĐ 1T 1N 2C TRr 1T TRr RTr 2K 1RN Đ Bước1 2N 5RĐ 5CC 2RĐ 1RĐ 4RĐ 3N 1RĐ Bước 3RĐ 1RĐ 4RĐ 3K 2RĐ 6CC 3RĐ 4N 2RĐ Bước 4RĐ 2RĐ 3RĐ 5N 3RĐ 2RĐ 5RĐ 3RĐ 2CC 4RĐ Bước 4RĐ Bước 6RĐ 4RĐ 3RĐ 6N 4RĐ 3CC 6RĐ 5RĐ -75- 4K N7 KẾT LUẬN Máy cắt sản phẩm phổ biến, đïc dùng nhiều nhà máy cắt nhôm, tole … Trong luận văn, em trình bày số phương pháp cắt, theo số dạng máy sử dụng hệ thống truyền lực khác Từ em chọn cho phương án thật thích hợp, tiết kiệm đơn giản chế tạo Trong trình thiết kế, em gặp thuận lợi nhờ vào hướng dẫn nhiệt tình thầy hướng dẫn, có nhiều tài liệu để tham khảo Tuy nhiên kiến thức hạn chế, nên phương án mà em đưa nhiều sai sót Vì em kính mong quý thầy, cô giúp đỡ để em hoàn thành tốt Máy cắt em chủ yếu phận đơn giản, chưa thật đại lúc vận hành, nên em hi vọng có điều kiện để phát triển máy có thêm phận tự động như: tự cuộn sản phẩm … Trường Đại học Bách khoa TP.Hồ Chí Minh TPHCM, ngày 76 tháng năm 2009 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Michael J.Pinches Johng Ashby, Power Hydraulics, [2] Nguyễn Hữu Lộc, Cơ sở thiết kế máy, Nhà xuất Đại học Quốc gia thành phố Hồ Chí Minh, 2004 [3] Trònh Chất – Lê Văn Uyển, Tính toán thiết kế hệ dẫn động khí, nhà xuất giáo dục, 2003 [4] Hồ Lê Viên, Các máy gia công vật liệu dẻo, tập 1, Nhà xuất Khoa học kỹ thuật, 2003 [5] Đỗ Kiến Quốc (chủ biên) – Nguyễn Thò hiền lương – Bùi Công Thành – Lê Hoàng Tuấn – Trần Tấn Quốc, Sức bền vật liệu, Nhà xuất Đại học Quốc gia thành phố Hồ Chí Minh, 2002 [6] Nguyễn Hữu Lộc, Bài tập Chi tiết máy, Nhà xuất Đại học Quốc gia thành phố Hồ Chí Minh, 2003 [7] Nguyễn Ngọc Cẩn, Kỹ thuật điều khiển tự động, Nhà xuất Đại học Quốc gia thành phố Hồ Chí Minh, 2003 [8] số hình ảnh minh hoạ từ internet [9] Nguyễn Ngọc Cẩn, Thiết kế máy cắt kim loại, Nhà xuất Đại học Quốc gia thành phố Hồ Chí Minh, 2000 77 [...]... của đề tài là thiết kế máy cắt tấm với mức độ tự động hóa vừa phải, nhằm phục vụ cho sản xuất loạt vừa và đơn chiếc -15- Chương 2: Cơ sở thiết kế máy cắt tấm Chương 2: CƠ SỞ THIẾT KẾ MÁY CẮT TẤM 2.1 Phân tích sơ bộ một máy cắt tấm dạng dao cắt: 2.1.1 Các thành phần chính của một máy cắt tấm: Máy cắt tấm hiện có rất nhiều chủng loại, rất đa dạng về kích thước và mẫu mã Tuy nhiên, máy cắt tấm dù đơn giản... tấm có chiều dài không vượt quá khung máy Vì nếu tấm có chiều dài vượt quá khung máy thì sẽ bò cấn ngay khung máy -27- Chương 2: Cơ sở thiết kế máy cắt tấm II 19 1 a II b 12 1: Thân máy 12: Tấm dao dưới 19: Tấm gia công II: Vùng bò cấn a: Chiều rộng tấm gia công; b: Chiều dài tấm gia công Hình 2.15 Thân máy là tấm chữ C 1: Thân máy Hình 2.16 Thân máy là tấm chữ C -28- Chương 2: Cơ sở thiết kế máy cắt. .. lực cắt) Phần này ta sẽ nói rõ hơn về hai loại máy cắt tấm Đó là máy cắt có nguồn dẫn động bằng cơ (máy cắt trục khuỷu) và máy cắt có nguồn dẫn động bằng thủy lực (máy cắt thủy lực) a Máy cắt tấm có nguồn dẫn động bằng cơ: (trục khuỷu) -22- Chương 2: Cơ sở thiết kế máy cắt tấm 3: Dao trên 14: Trục khuỷu 17: Bộ truyền đai 15: Thanh truyền 16: Động cơ 18: Trục truyền động Hình 2.10 Sơ đồ động máy cắt tấm. .. Nhược điểm: Máy sẽ có sự rò rỉ dầu -24- Chương 2: Cơ sở thiết kế máy cắt tấm Giá thành máy sẽ cao 2 Thân máy: Như đã trình bày, kết cấu thân máy cắt là các tấm kim loại nối với nhau Về kết cấu, tấm kim loại có thể đặc hoặc rỗng Còn xét về hình dạng, đó có thể là tấm hình chữ nhật, tấm hình chữ C, hoặc cũng có thể chỉ là một thanh đỡ Ngoài ra còn phải kể đến số tấm kim loại Thân máy có thể do hai tấm kim... nghệ của quá trình thiết kế, chế tạo máy chấn Nhìn chung, thực chất thân máy là các tấm kim loại nối với nhau Hình 2.3 Thân máy nhìn từ phía sau -17- Chương 2: Cơ sở thiết kế máy cắt tấm Xi lanh (2): trong máy cắt tấm thủy lực, xilanh là bộ phận tác động trực tiếp lên dao trong quá trình chấn Xilanh sẽ tác dụng vào dao để dao đi xuống thực hiện quá trình cắt tấm Hình 2.4 Máy cắt tấm thủy lực hai xilanh... thước mỗi tấm đòi hỏi phải lớn ii.Ba tấm: Đây là loại máy cắt ít gặp trong thực tế, chỉ khi nào kích thước tấm gia công quá lớn thì ta mới dùng thân máy loại này  Ưu điểm: -29- Chương 2: Cơ sở thiết kế máy cắt tấm Do thân máy gồm 3 tấm chữ C nối lại, nên kích thước mỗi tấm đòi hỏi không quá lớn Độ cứng vững của máy cao Kích thước tấm gia công có thể dài 1 a 19 2 1: Thân máy 3: Tấm dao dưới 19: Tấm gia... lực cắt) : đây chính là yếu tố quan trọng khi nói đến một máy cắt tấm Yếu tố này gần như quyết đònh đến giá thành của máy Đây cũng là nhân tố giúp phân loại các dạng máy cắt tấm Nguồn dẫn động của một máy cắt tấm có thể là cơ hoặc thủy lực Mỗi loại có những ưu nhược điểm riêng Hình 2.1 Máy cắt tấm có nguồn dẫn động cơ Nguồn dẫn động cho máy cắt tấm có thể lựa chọn tùy theo mục đích chế tạo Nếu máy đòi... Thân máy I: Tiết diện ngang -25- Chương 2: Cơ sở thiết kế máy cắt tấm Hình 2.12 Thân máy là tấm đặc ii Tấm kim loại rỗng: Tấm kim loại rỗng thực ra là nhiều tấm kim loại hàn lại với nhau Khi đó, mặt cắt ngang có tiết diện (I) như hình vẽ 1: Thân máy I: Tiết diện cắt Hình 2.13 Thân máy là tấm rỗng  Ưu điểm: Tiết kiệm được vật liệu khi chế tạo máy Có thể chòu được lực tác dụng lớn  Khuyết điểm: Vì là tấm. .. nhân truyền động chính trong máy cắt tấm thủy lực, do đó, cách bố trí xilanh sẽ ảnh hưởng lớn đến khả năng hoạt động của máy Trong máy cắt tấm thủy lực, xilanh được bố trí rất đa dạng Mỗi cách bố trí có những ưu nhược điểm riêng Sau đây ta sẽ khảo sát một vài cách bố trí xilanh trong máy cắt tấm -30- Chương 2: Cơ sở thiết kế máy cắt tấm Thông thường, trong một máy cắt tấm, xilanh có hai vò trí khi... của các tấm này sẽ lớn hơn rất nhiều so với tấm đặc Khung máy là các tấm rỗng nên máy sẽ có kích thước cồng kềnh b Hình dạng: i Tấm hình chữ nhật: -26- Chương 2: Cơ sở thiết kế máy cắt tấm 1: Thân máy 2: Xilanh 3: Dao trên 4: Dao dưới Hình 2.14 Thân máy là tấm chữ nhật  Ưu điểm: Ưu điểm của tấm hình chữ nhật là độ cứng vững khá cao  Nhược điểm: Chế tạo tấm loại này sẽ tốn nhiều vật liệu Máy chỉ gia ... tài thiết kế máy cắt với mức độ tự động hóa vừa phải, nhằm phục vụ cho sản xuất loạt vừa đơn -15- Chương 2: Cơ sở thiết kế máy cắt Chương 2: CƠ SỞ THIẾT KẾ MÁY CẮT TẤM 2.1 Phân tích sơ máy cắt. .. loại máy cắt Đó máy cắt có nguồn dẫn động (máy cắt trục khuỷu) máy cắt có nguồn dẫn động thủy lực (máy cắt thủy lực) a Máy cắt có nguồn dẫn động cơ: (trục khuỷu) -22- Chương 2: Cơ sở thiết kế máy. .. Cơ sở thiết kế máy cắt 1: Thân máy 2: Xilanh 3: Dao Hình 2.2 Máy cắt thủy lực Thân máy (1): phần chòu lực máy cắt Kích thước thân máy phụ thuộc vào tải trọng máy Thân máy có nhiều dạng kết cấu