Luận văn Tính toán thiết kế và tự động hóa máy uốn ống thủy lực tự động cho dải ống có đường kính dưới 50mm

T e u c a các nhà chế tạo máy công nghi p thì trong một d án chế tạo một thiết bị dây chuyền thì cần ít nhất 20 ch ng loại ống khác nhau mỗi ch ng loại có khoảng 4000 chi tiết cần uốn vớ

Trang: 1

MỤC LỤC 1

BẢNG KÊ CÁC HÌNH HẢNH DÙNG TRONG ĐỒ ÁN 5

BẢNG KÊ CÁC BẢNG BIỂU TRONG ĐỒ ÁN 8

LỜI NÓI ĐẦU 9

H NG 1 : TỔNG QU N V UỐN ỐNG PHỔ I N HI N N 11 1.1 ụ ố ố 11

1.2 Tình hình sử dụng máy uốn ống trên thế giới và ở Việt Nam 15

1.2.1 Tình hình sử dụng máy uốn ống trên thế giới 15

1.2.2 Tình hình sử dụng máy uốn ống ở Việt Nam 20

H NG 2 : HỌN PH NG N THI T 22

2 1 y ầ ớ y ầ ế ế 22

2.1.1 Các chỉ tiêu về hiệu qu sử dụng 22

2.1.2 Kh ă là ệc 22

2 1 3 Độ tin cậy 22

2.1.4 An toàn trong sử dụng 23

2.1.5 Tính công nghệ và tính kinh tế 23

2 2 L ọ yề ộ à ố ố 23

Trang: 2

2 2 1 P 1: ấu truyền l c bằng tay 23

2 2 2 P 2: ấu truyền l c bằ ộ ố ) 25

2 2 3 P yề l ằ y l 26

2 2 4 P 4: ấu truyền l c bằng khí nén 28

2.2.5 Một số ốn 30

2.3 Chọ yề ộ à ốn 35

2.3.1 L a chọ ề yề ộ 35

2.3.2 L a chọ ố ố 35

H NG 3: QU TRÌNH UỐN –TÍNH TOÁN MÔ MEN VÀ L C UỐN37 3 1 ở lý thuyết 38

3.1.1 Mô t quá trình uốn ống 38

3.1.2 Một số ặ ểm c a quá trình uốn ống 39

3.1.4 Quá trình biến dạng dẻo c a kim loại 41

3.2 Tính toán 43

3.2.1 Bán kính nhỏ nhất cho phép khi uốn 43

3.2.2 Tính toán mô men uốn 45

3.2.3 T ấu mâm kẹ ộng 52

H NG 4: TÍNH TO N H THỐNG THỦY L C 54

4.1 Xây d ng mô hình và l a chọn phần tử chấp hành th y l c 54

Trang: 3

4 2 3 T ớc xylanh quay 58

4 3 T l l ợng cấp cho các xylanh 60

4 3 1 L l ợng cấp cho xylanh kẹp ố ĩ ) à x l ẹp Collet Chuck 60

4 3 2 T l l ợng cần cấp cho xylanh quay 60

4 4 T ớc c ng ống 61

4 4 1 Đ ng ố y 61

4 4 2 T ớc ống hút và ống x dầu c a hệ thống 62

4.5 Tính tổn thất c a hệ thống th y l c 62

4.6 Tính nhiệt hệ thống 65

4.7 L a chọn van th y l c cho hệ thống 68

H NG 5: THI T K CÁC CỤM CHI TI T CỦA MÁY UỐN 70

5.1 Tổ q các cụm chi tiết c a máy uốn ống 70

5.2 Thiết kế cụm kẹ ĩ 71

5.3 Thiết cụ ấu khuôn uốn cho d i ống từ Ø15 ến Ø50 73

5.4 Thiết kế cụm uốn ống 75

5.5 Thiết kế cụm mâm cặp: 79

Trang: 4

H NG 6: Ô PHỎNG H THỐNG THỦY L VÀ ĐI U KHIỂN TRÊN

PHẦN M M AUTOMATION STUDIO 85

6 1 G ớ ệ ề ầ ề S 85

6.2 Mô t phần mềm Automation Studio và cách sử dụng 88

6.2.1 Mô t phần mềm 88

6.2.2 Cách sử dụng 93

6.3 Xây d ng mô hình th y l c 95

6.4 Thiết kế mạ ều khiể ện 96

H NG 7: T LUẬN VÀ Đ XUẤT Ý KI N 102

7.1 Kết luận 103

7 2 Đề xuất ý kiến 104

BẢNG KÊ CÁC THI T BỊ THỦY L C 106

TÀI LI U THAM KHẢO 107

A Sách tham kh o 107

B Website tham kh o 109

Trang: 5

H 1.1.3: Thép ống dùng trong nội thất 14

Hình 1.2.1: Máy uốn ống hoàn toàn bằng tay và các loại ống có thể gia công 15

H 1 2 2 ố ố ộ 16

H 1 2 3: ố ố 190o 17

H 1 2 4: ố ố R PID T10/M 18

H 1 2 5: ố ố T -DR-60CNC-HR 19

Hình 1.2.6: Giao di n phần mề ểu khiển máy uốn ống (FANUC) 20

Hình 1.2.7: Máy uốn ống c a công ty HI-T 21

H 2 2 1: ấu truyền l c bằng tay 24

H 2 2 2: ấ ề ằ ộ ả ố 25

H 2 2 3: ấ ề ằ 27

H 2 2 4: N ạ ộ ố 28

H 2 2 5: ấ ề ằ 29

Hinh 2.2.6: Nguyên lí uốn có cuộn ống theo 31

Hình 2.2.7: Uốn có khuôn cố ịnh và áp l c kẹp chặt ống 32

Hình 2.2.8: Uốn s d ng ba tr c quay (Roll bending) 33

Hình 2.2.9: Uốn do áp l ẩy c a khuôn (Ram bending) 34

Hình 2.3.1 Nguyên lí uốn ống bằng khuôn uốn 36

Hình 3.1.1: Quá trình uốn ống 38

Hình 3.1.2: Ố c uốn cong 39

Hình 3.1.3: Khuyết tật c a ống sau khi uốn 40

Hình 3.1.4 Hình thành nế ă ốn 41

Hình 3.1.5: Biể ồ σ – ε 42

Trang: 6

H 3 2 1: ế ạ ọ ạ ố ị ố 44

Hình 3.2.2: Phân tích l c quá trình uốn 45

Hình 3.2.2: Phân tích l c quá trình uốn 49

H :3 2 3:S ồ ốn phù h c l a chọn 50

H 3 2 4: S ồ phân tích l ộng quay ống quanh tr c ống 51

Hình 3.2.5: Phân tích l ộng lên Collet Chuck 52

Hình 4.1.1: Xylanh quay 54

H 4 1 2: S ồ mạch nguyên lý h thống th y l c c a máy uôn ống 56

Hình 5.1.1: Các c m chi tiết c a máy uốn ống (Thiết kế bằng Solidworks) 70

H 5 2 1: ấu kẹ ĩ 71

Hình 5.2.2 : Má kẹ ĩ 72

H 5 2 3: Đế t c a má kẹ ĩ 73

Hình 5.3.1: C ấu khuôn uốn 74

Hình 5.3.2 Khuôn uố ờng kính ống 50mm 74

H 5 3 3: Đế khuôn uốn 75

Hình 5.4.1: C ấu uốn ống 76

Hình 5.4.2: Tay qua c ấu uốn 77

Hình 5.4.3: Bộ phận gắn bánh xe uốn 78

Hình 5.4.4: Bánh xe uốn 79

Hình 5.5.1: Kết cấ ấu kẹp ống 80

Hình 5.5.2: Kết cấu chung c ấu kẹp ống 81

Hình 5.5.3: Collet Chuck và vòng bi 82

Hình 5.5.4: Bản vẽ Collet Chuck (Thể hi n chi tiết ở bản A0) 83

H 5 5 5: ấ ẩy h thống bằng t ă ă 84

H 6 1 1: S ồ khối quá trình sản xuất 86

Hình 6.1.2: Các phần t h p thành c a phần mềm Automation Studio 87

Trang: 7

H 6 2 5: T ế 92

Hình 6.2.6: Hộp thoại khởi tạo Project 93

Hình 6.2.7: Bả ặc tính c a phần t 94

H 6 3 1: S ồ th y l c máy uốn ống 95

H 6 4 1: Đầu vào PLC 97

H 6 4 2: Đầu ra PLC 98

H 6 4 3: ớc 1 99

H 6 4 4: ớc 2 99

Hình 6.4.5: ớc 3 100

H 6 4 6: ớc 4 100

H 6 4 7: ớc 5 101

H 6 4 8: ớc 6 101

H 6 4 9: ớc 7 102

Hình 6.4.10: H thống mạ P ều khiển máy uốn ống 102

Trang: 8

BẢNG KÊ CÁC BẢNG BIỂU TRONG ĐỒ ÁN

Bảng 3.2.1: Thông số c a thép theo TCVN 6285-1997 43

Bảng 3.2.2: Thông số c a thép theo TCVN 6285-1997 46

Bảng 3.2.3: Momen uốn ống 48

Bảng 6.4.1: Bảng thông số ầu vào PLC 97

Bảng 6.4.2: Bảng thông số ầu ra PLC 98

Trang: 9

: p hóa chấ , , n kim, d t may, vận tả , n, hang tiêu … ã ạ c nhiều kết quả , góp phần cải thi n mức sống c a nhân dân, tạ ă c làm cho hàng vạ ộng mỗ ă

Hi n nay, phần lớn máy móc công c ề c nhập khẩu từ ớc ngoài, nên , ạo cao, vi c vận hành s a chữ ũ ần phải

q ớc chuyển giao tốn kém Vì vậy vi c nộ ịa hóa máy móc công c vật t sản xuất là yêu cầu tất yếu và là nền tảng cho một ngành công nghi p bền vững sức cạnh tranh

T , ậ ạng ống uốn chiếm tỷ l rất cao T e u

c a các nhà chế tạo máy công nghi p thì trong một d án chế tạo một thiết bị dây chuyền thì cần ít nhất 20 ch ng loại ống khác nhau mỗi ch ng loại có khoảng 4000 chi tiết cần uốn với các bán kính cong và góc uốn khác nhau Vì vậy, ở sản xuất hàng loạt nên s d ng các loại máy uốn ống t ộng.Các loại máy này cần hoạ ộng chính xác, l c uốn lớn, chính vì thế cần phải áp

d ng h thố ều h thống th y l c và khiển t ộng Để hiểu thêm về máy móc thiết bị ũ ắm vững các nguyên lý thiết kế, chính vì vậy mà Nhà

ờng, Khoa giao cho em th c hi ề : “ Tính toán thiết kế và tự động hóa máy uốn ống thủy lực tự động cho dải ống có đường kính dưới 50mm ” H n

nay các loạ ó ộ ă ất cao ch yếu là ở ớc ngoài

M a vi c nghiên cứ ề tài là thiết kế c máy có chấ , ă suất cao ấp ph c v ớc và có thể xuất khẩ ớc ngoài

Trang: 10

Tuy nhiên do yêu cầu về thời gian hạn hẹp, kiến thức còn nhiều hạn chế, vi c tìm tài li u về máy uốn là rấ ó ă c nghiên cứ ề tài chắc chắn còn nhiều thiếu sót Vì vậy rấ c s ó ó ến c a thầy, cô cùng các bạ ể ề c hoàn thi

Q ề tài này em xin chân thành cả T ầy TS.Lê Xuân Trường cùng các thầy, cô, Công ty TNHH đầu tư phát triển công nghệ Điện tử - Tự động hóa DKS ã ú ỡ trong thời gian vừ q ể em hoàn thành tố ề tài

c a mình

Hà nội, tháng 6 ă 2011

Sinh viên th c hi n Nguyễn Ngọc Linh

Trang: 11

1.1 Ứn ụn ủ á ản ph th p n tr n đời n

Từ , ật li u kim loại là nền tảng c a nề ă ại, từ khi

ời biết s d ồ ồ , ồ sắt thì tổ ú ã ó ững giai

ạn phát triển nhanh chóng, tạo nền tảng khoa khọ ĩ ật phát triển, có nhữ ớ ột phá mới Ngày nay sắt, thép là mộ ạ ậ gắn liền với cuộc số ời, chúng ta có thể dễ dàng tìm thấy chúng khắp mọ , các thiết bị c a ô tô, xe máy, tàu th y, nhà c ồ …

T ĩ c xây d ng dân d ng và công nghi p, từ nhữ ă 90 ở

lạ c s d ng các kết cấu trong trình bằ ã ó ững tiến bộ nhanh

ó t bậc Nhiều công trình xây d ở , ấu, hộ ờng, các dàn khoan dầ ,… ã ứng d ng thành công các sản phẩm kết cấu thép Nhận thứ õ ĩ ầm quan trọng c a sắt thép trong xây d ng, công nghi p vì vậy hi n nay Bộ Giao Thông Vận Tải chỉ ạo một mặt nghiên cứu kết

cấ ồng thời phả ờng xuyên học hỏi cập nhật công nghê tiên tiến c a

ớc phát triển

Để s d ng cho những m ó, ặc bi t là ố c

s d ng rộng rãi trong các ngành công nghi p và trong xây d ng trang trí nội thất với rất nhiều ch ng loại ố ó ờ ũ ật li u làm ống rấ ạng

Ở ớ ố ũ c s d ng rất nhiều không chỉ riêng trong công nghi p mà trong trang trí nội thất, xây d ũ c s d ng rộng rãi Theo thống kê c a ngành công nghi p ô tô chỉ riêng hãng Toyota thì một loại ống dẫ ớ ộng c với hình dạng gồm 3 chỗ uốn với 3 bán kính

Trang: 12

cong khác nhau thì e ặt hàng ũ ã ến 10.000 sản phẩm/ ă N vậy từ số li u trên cho ta thấy ở Vi t Nam hi n nay nhu cầu s d ng thép ống là rất lớn Nếu lấy trung bình thì cả ớc ta cần tối thiểu 90 000 / ă , 9 công ty lớn lắp ráp và sản xuất ô tô tại Vi N Iz z , F , , Honda, Những số li ũ ấy chỉ có một loại ống mà cần tới số

ng ố ể ả một chiếc ô tô có rất nhiều loại ống với hình dạ ớ , ể ến

xe gắn máy hay tàu hỏa, tàu th … ng ống cung cấp cho các công ty này

lớ ến mức nào, tuy nhiên hi n nay theo thống kê c a Bộ xây d ng thì các loại ống này ch yếu là nhập khẩu

T e u c a các nhà chế tạo máy công nghi p thì trong một d án chế tạo một thiết bị dây chuyền thì cần ít nhất 20 ch ng loại ống khác nhau mỗi

ch ng loại có khoảng 4000 chi tiết cần uốn với các bán kính cong và góc uốn khác nhau Nế e ớ ũ ầ ốn hi ại

ầ ớn, trong khi các nhà thiết kế s d ng các máy móc sẵn có trên thị ờng làm sản phẩ ó ộ chính xác rất thấp, chấ ng sản phẩm kém, không có thẩm mỹ vì vậy cho nên hầu hết vố ầ các d án này thuộc về các công ty ớc ngoài do họ có chấ ng tố ớc

Theo thống kê c a ngành xây d ng trang trí nội thất, thiết bị ph c v xây

d ng thì nhu cầu uốn ống là rất lớn Hi n nay với nhu cầu ển về xây

d ng nhà, xây d ng cầu hay các công trình khác nhau có tớ 100 000 ng loạ ịnh hình, ống, dẹ , … c uốn theo nhiều kiể ă ạng, phong phú và số ng ố ổi từng ngày mà ta không thể thống kê hết

c

Hình 1.1.1, 1.1.2, 1.1.3 là một minh họa về vi c s d ng thép ống trong xây

d ng dân d ng, nội thất

Trang: 13

H 1.1.1: T ố ợ x y ụ

Trang: 14

H 1.1.2: T ố ợ ử ụ là ầ

H 1.1.3: T ố ộ ấ

Trang: 15

ừ p, xây d ng, trang trí nội thất với rất nhiều ch ng loại

ố ó ờ ũ ật li u làm ống rấ ạng, vì vậy vi c chế tạo máy uốn phù h p với nhu cầu là rất cần thiết Các ch ng loại máy uốn ống khá ạng từ bằ , ế ộ ồ ến NC hay CNC với khả ă có thể uốn ống với nhiều bán kính khác nhau vớ ộ ă ất rất cao

Hình 1.2.1: M y ố ố à à ằ y à l ạ ố ó ể ô

Hình 1.2.1 là một máy uốn ống bằ , ấu máy nhỏ gọn, phù h p vớ ởng gia công nhỏ, ở , ỹ ngh … ại máy này chỉ uố c các loại ống nhỏ, ản, chi phí sản xuất ố , ò hỏi tay nghề cao c a th làm vi c

ể uốn những ống có nhiề ạn cong vớ ạng

H 1.2.2 M y ố ố ử ụ ộ y l

Máy uốn ống, ống tuýp tròn bán t ộng s d ộ , ều khiển

bằ ạ ú ều khiển cho phép bạn uố ến 1900, máy s

d ng puli và c chắn ới giúp cho ống uốn không bị bẹ , ạ ộ chính xác cao Máy có thiết kế thêm bộ phận tay dẫn ống phía sau giúp cho phần không uốn cong không bị biến dạng Tay uốn c a máy có cữ chắn linh hoạt giúp cho vi c

ều chỉnh góc uốn dễ dàng, máy làm vi c vớ ộ ổ ịnh cao, linh ki n thay thế

ản Hình 1.2.3 là một minh họa cho máy uốn ống dạng này

Trang: 17

H 1.2.3: M y ố ố 190 o

Ngoài ra có một loại máy hoạ ộng theo nguyên lý khác là không quay

ể uốn cong chi tiết mà dung pittông th y l ẩ ể uốn cong chi tiết Đó là máy uốn ố n th y l c dẫ ộng bằ ộ R PID T100M N ọa hình 1.2.4, máy c lắp hộp giảm tố n th y l c,

ều khiển từ xa bằng bộ phân phối 2 chiều, là thiết bị c thiết kế ộ

ặc bi t Hộp giảm tốc bao gồm các pittông với van giới hạn cho phép

xả dầu t ộ ể ạt ứng suất làm vi c lớn nhất và duy trì áp l c làm vi c Một trong nhữ e c lắp ráp với một bàn gia công 2 tầng chắc chắn Hộp số th y l c lắp ở tầ ới, trong khi máy uốn ố c lắp ở tầng trên Loại máy RAPID T10/M là loại máy mới trên thị ờng có thể vận hành

±0,1 ộ, ±0,1 , ±0,1 ộ

Trang: 19

H nh 1.2.5: M y ố ố TB-DR-60CNC-HR

Trang: 20

Hình 1.2.6: G ệ ầ ề ể ể y ố ố F NUC)

1.2.2 Tình hình sử dụng máy uốn ống ở Việt Nam

Ở ớc ta hi , ở cung cấp máy uốn ống ch yếu

là nhập ngoại từ Nhật Bản, EU, hay USA Có mộ ở ã ản xuấ c máy uốn ống t ộ oàn thi n ầ ă các hãng

ớ , ó ại cao, ví d ớ CÔNG TY CỔ PHẦN PHÁT TRIỂN CÔNG NGH HI-T {2} thiết kế chế tạo Loạ c s d ng cho ngành công nghi ó , ặ ểm c a máy là chỉ uố c ống với góc uố 180 ộ, không có khả ă ổi khuôn uốn ống, vì vậy mỗi lần cần bán kính uốn khác nhau thì cần phải dừng máy và lắp khuôn uốn khác vào Công HI-T ã ản xuấ c phiên bản

Trang: 22

CH NG 2 L CHỌN PH NG ÁN THI T K

2 Cá êu ầu với á u n ng ần thiết ế

2.1.1 Các chỉ tiêu về hiệu quả sử dụng

Máy uốn ống thiết kế phả ạt các chỉ tiêu sau về hi u quả s d ng:

Có khả ă uốn các loại ố ó ờng kính từ 15 ến 50mm

Tiết ki ă ng

ớc gọn nhất có thể

Chi phí sản xuất và chuyển giao ở mức tối thiểu

Máy thiết kế phả ó ă ất và hi u cao, ít tố ă , ớc máy phù h p, ầ ấp, vận hành dễ …

2.1.2 Khả năng làm việc

Xét về khả ă c máy uốn ống cầ ạ c các yêu cầu sau:

Có khả ă ốn các loại ố ó ờng kính từ 15 tới 50mm

Máy có thể hoàn thành các chứ ă ã ịnh mà vẫn giữ ồ bền,

ổ ớ ũ ạng c a máy, ngoài ra vẫn giữ c

s ổ ịnh, có tính bền mòn, chị c nhi t và chấ ộng

Vận hành dễ dàng ở cả chế ộ t ộng và chế ộ bằng tay

Để ó khả ă c cầ ịnh hình dạ , ớc chi tiết máy, chọn vật li u thích h p chế tạo chúng và s d ng các bi ă

bề t luy , …

2.1.3 Độ tin cậy

ề ộ tin cậy cần xét tới:

ại cho thiết bị, nhà c ố ng xung quanh

2.1.5 Tính công nghệ và tính kinh tế

Đ ột trong những yêu cầ ả ối với máy, c thể :

M c thiết kế có hình dạng, kết cấu, vật li u chế tạo phù h p vớ ều

ki n sản suất c thể, ảm bảo khố ớc nhỏ nhất, ít tốn vật li u nhất, chi phí về chế tạo thấp nhất kết quả cuối cùng là giá thành thấp

Máy nên thiết kế với số ng ít nhất các chi tiết, kết cấ ản, dễ chế tạo và lắp ráp, chọn cấp chính xác chế tạo cho phù h ẫ ảm bả c

ều ki n và quy mô sản xuất c thể

Trang: 24

Hình 2.2.1: ấ yề l ằ y 1- Ống uốn, , 2-Vòng hãm, , 3-Bánh xe cố ịnh,

4-B xe ộng, 5-Tay quay, 6-Tay cầ ể quay

b Nguyên lý hoạt động

ấu truyền l c bằng tay chỉ áp d ng cho một số máy uốn ống với ống

ó ờng kính nhỏ, yêu cầ ộ chính xác c a góc uốn thấ ấu truyền l c

bằ c hoạ ộ : S ểm tra ố ố ó

q q (6) e ộng (4) sẽ ă e ố ịnh (3), bánh xe cố

ị (3) c gá trên thân máy sẽ làm cong ống tạo thành góc uốn cần thiế , ể giữ ố ò ã (2) Để lấy ống ra ta quay tay quay (6) về vị trí ban

ầu và lấy ống ra

c u điể v nhượ điểm:

Trang: 25

a S đồ nguyên lý:

ấu truyền l c bằ ình 2.2.2

H 2.2.2: ấ yề l ằ ộ ố 1-Độ , 2-Hộp gi m tốc, 3-Tay quay, 4-Khuôn uố ĩ , 5-Khuôn uố ộng, 6- ấu ly hợp, 7-Cặ ă

Trang: 26

b Nguyên lý hoạt động:

Khi nhậ c bản vẽ và các thông số cần chế tạo c a sản phẩm uốn ta

ều chỉnh góc uốn mà ta cần uốn từ ấu ly h p cam Máy uốn làm vi c truyề ộng từ ộ n (1) qua hộp giảm tốc (2) rồ ế ấu truyền l c

bằ , ấu l a chọn ta dùng cặ ă (7), ấ ă (7)

c nối với khuôn uố ộ (5) Để hãm ống trong quá trình uốn ta dùng tay

q (3) ố ĩ (4) ần khuôn uố ộ ể hãm chi tiết Ngoài ra

ể ảm bảo góc uố ó ấu ly h p (6) ngắ ộ ó ố ú

Trang: 27

4

6 5

8

H 2.2.3: ấ yề l ằ y l 1-K ô ố , 2-M ẹ ĩ , 3-M ẹ ộ , 4-Xyl y ẹ ộ ,

5- Thùng dầu, 6-Xylanh quay, 7-M ặ 3 ấ , 8-Xylanh y ố

b N u ên h ạt độn

Máy uốn ống th y l c hoạ ộng d a trên nguyên tắc hoạ ộng c a pittông- xi lanh th y l ạ ộ , ố ẹ ặ (7)

ó ả ặ ố ẽ ẩ ở (8) ế ị ố (1) ộ ầ ố ẹ ữ ẹ ĩ (2) ố (1) S ó (4) ẽ ẩ ẹ ộ ố ầ ố ể ữ ố ị ẩ

Trang: 28

12

H 2.2.4: N y l ạ ộ ô ố 1-K ô ố , 2-M ẹ ĩ , 3-M ẹ ộ

c u điể v nhượ điểm:

Trang: 29

H 2.2.5: ấ yề l ằ 1-Độ , 2-Hộ ều khiển khí nén, 3-Pít tong khí nén,

4- Đĩ ộ, 5-Khuôn uố ộng, 6-Khuôn uố ĩ

b Nguyên lý hoạt động:

Máy uốn ống truyền l c bằ c truyề ộng từ ộ (1) q ấ ều khiể (2), ó q ộ phận ống dẫ ến pittông (3), có 2 pittông truyền l c một pittông truyền cho khuôn uố ộng (5), một pittông c truyề q ó ó ố ĩ (6) ậy tạo ra vật uốn cần thiể Để ảm bảo góc uố ó ĩ ộ (4) Hi n nay máy uốn ống truyền l c bằng khí nén rấ ó ấu khí nén rất phức tạ , ấu th y l c hi c s d ng nhiều nhất

c u điể v nhượ điểm:

- ểm:

+ L c tác d ng nhanh

Trang: 31

H 2 2 6: N y l ố ó ộ ố e 1- Má kẹ ĩ 2- Ống cần uốn 3- Khuôn uốn 4- Má kẹ ộng

Trang: 32

c cố ị ểm uốn lạ ộ ổi trong toàn bộ quá trình uốn Má kẹ ộng là chi tiết tạo truyền l c gây uốn ống Khuôn uốn cố ịnh tuy nhiên tâm c a khuôn uốn và tâm quay c ă ể tạo ra chuyể ộng quay c a má kẹ ộng quanh khuôn Trong kiểu uốn này có thể thiết kế má kẹ ộ 1 ẽ ă ớc bề mặt ống

Trang: 33

ới cố ịnh, tr c quay phía trên có thể di chuyể ể tạo ra các bán kính uố Để uố c ống thì hai tr q ới quay cùng chiều còn tr c ở phía trên quay theo chiề c lại với vận tốc quay c a ba tr c

là bằ P ó ể uố ờng kính uốn lớn, góc uốn không giới hạn (góc xoắ ò ) ố ổi một cách dễ dàng khi uốn Bán kính uố ổi nhờ chuyể ộng c a tr c quay thứ ba theo

ẳ ứng chuyể ộ ờng do xylanh th y l ể tạo áp l c ộng lên ống kim loạ c uốn Khi tr c thứ ba di chuyển xuố ới thì bán kính uốn sẽ giảm dầ , ều chỉnh bán kính uốn rất dễ dàng bằng xylanh

th y l c Ố c cuốn vào do l c ma sát giữa nó với khuôn quay lắp trên tr c

H 2 2 8: Uố ử ụ ụ q y R ll e )

- ểm:

+ Cấu tạ ản nên dễ chế tạo

+ ó ả ă ạ ố ớ

+ Không áp d ng t ộng hóa vào dây chuyền sản xuất

d U n do chuyển động thẳng của khuôn

Khuôn uốn chuyể ộng thẳ ờng nhờ do xylanh th y l c tạo nên áp

l c lên ống (Hình 2.2.9)

H 2 2 9: Uố l y ô R e )

Hai hàm kẹp dịch chuyển tạo nên bán kính uốn và góc uố N ời

ta còn có thể tạo thêm l c kéo ở hai ố c uố ậy biến dạng trong các

ố ều là biến kéo dãn dài Đ ều này làm giảm biến dạ ồ ờng xảy ra

Trang: 35

+ Cấu tạ ản, dễ chế tạo, giá thành hạ

+ Có thể lắ ặt vào dây chuyền hàng loại với 1 vị trí uốn trên 1 khâu sản xuất

- N ểm:

+ Góc uốn và vị trí uốn rấ ó ều chỉnh chính xác

+ ể ạ 1 ạ ố e ò ờ ớ

+ Không thể t ộng hóa trong một h thống uốn phức tạp nhiều bậc uốn

2.3 Chọn phư n án tru n độn v phư n pháp u n

2.3.1 Lựa chọn phương án về truyền động

Sau khi xem xét các truyề ộ ã ở trên:

P 3 ặc dù có một số ểm

ã ề ể t trộ ớ Với yêu cầu hoạ ộng yêu cầu l ộng lớn, ổ ị , ấu phải hoạ ộng chính xác, cộng với khả ă ều khiển t ộng các Van th y l c

3 ả thi nhất

2.3.2 Lựa chọn phương án uốn ống

X 4 uốn ố ã ở , c ó ả ă

ế ạ ề ạ ố ạ ấ P ề ó ả ă

ộ dài phần thẳng là L1, bán kính uốn là R, góc uố α ( e R ian)

X t phư n án : Định vị tọ ộ cần uốn sẽ ểm A, vậy khi nhập vào

ộ dài cần dịch sẽ tính từ ầu c a ống tớ ểm A là:

Nếu tiếp t ớc thứ 2 vớ ộ dịch mới theo tọ ộ ối sẽ tính từ

ểm B cho tới vị trí A1 là L2, bán kính uốn là R1 góc uố α1 ộ dịch ống tiếp theo sẽ là:

Trang: 37

X t phư n án b: Đ ểm B sẽ cố ịnh trong quá trình uốn Vì vậy quá trình

dịch chuyển ố ầ ộ dài cần dịch so với mố ầu sẽ là:

T cách tính 1 ẽ là:

So sánh cả 2 ề ó ịnh tọ ộ ớ , ới kết cấ 2 ẽ ảm bảo kết cấ ó giả ống không dịch chuyển trong quá trình uốn Vì vậ 2

ẽ c chọ ồ án này

Sau khi nghiên cứu kỹ e ề ộ pháp uốn ống, thì s l a chọ ồ án tốt nghi ền ộng bằng th y l ốn ống là giữ ống cố ịnh trong quá trình uốn Vì vậy quá trình thiết kế ấu chấp hành th y l ấ ẽ tuân

th theo s l a chọ

R - bán kính uố , ợc tính từ tâm uố ế ầu c a ống

α - góc uốn, là góc giữ ầu c a ống với ng tâm

ố ã ị uốn

D - ng kính ngoài c a ố ợc uốn

Uốn ống là quá trình biến dạng c a ống kim loại quanh một tr c thẳng ứng theo mộ R ó α, q ần kim loại ở phía trong c ờng trung hòa ứng suất sẽ bị nén còn phần ống ở ờng

Trang: 39

H 3 1 2: Ố ợ ố

Khi ố ị uố ờng trung hòa trùng với ờng trung bình hình học

c a ống Khi ống bị uốn cong (Hình 3.1.2) ờng trung hòa bị l ,

ị c nêu ra ở phần sau

3.1.2 Một số đặc điểm của quá trình uốn ống

a Th đổi chi u dày thành ng tại vùng u n:

S ổi chiều dày c a thành ống tại vị trí bị uốn Do chịu ứng suất khác nhau, phần phía trong chịu ứng suất nén và phía ngoài chịu ứng suất nén dẫn tới thành ống ở phía trong chịu nén sẽ dày lên và thành ống ở phía ngoài bị

mỏ (H 3 1 3)

ũ ịu ứng suất khác nhau mà làm cho tiết di n ống bị ổi không còn giữ c biên dạ ò ầu Tại các vị trí uốn ống sẽ có hình oval

Trang: 40

H 3 1 3: K yế ậ ố ố

b Đ n hồi sau khi u n:

Hi ồi sau khi uốn Sau khi hoàn tất quá trình uốn và các d ng

c ã c rút ra khỏi ống uố , ồi xuất hi n do bản chấ ồi c a vật li u ố Đ ề c gọi là ph c hồ ồi c a ống sau khi uốn Trong quá trình uốn, ứng suấ ă ống và khi thôi tác d ng ứng suấ

bi tri t tiêu Sau khi uốn, mặt phía ngoài chị sứ ă ã ặt phía trong

c a vùng uốn chịu ứng suấ ứng suấ ạo ra liên kết nội bộ chính là nguyên nhân tạ ồi S ồi tiếp diễ ến khi mômen uốn bên trong bằng 0 Nó ph thuộc và góc uốn, vật li , ờng kính ống, lõi uốn, máy

và các d ng c Th c tế ể giảm ả ởng c a hi ồi sau khi uốn

ời ta uốn ống với góc uốn lớ ị cần thiết d a vào giá trị ó ồi

ó

c Sự hình thành nếp nhăn ở vùng bị nén:

Khi ố c uốn cong phần phía trong chịu ứng suất nén Khi uốn ống với

ối nhỏ ờng dẫn tới s mất ổ ịnh c a phôi uốn tại vùng nén làm xuất hi ă (H 3 1 4) ế ă ó ạng bề mặt n sóng Với các yêu cầu về ũ ề mặt thẩm mỹ thì các nế ă không thể chấp nhậ c vì vậy cần có các bi ể giảm nế ă S