Thiết kế máy cắt thép tấm bằng thủy lực

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHOA CƠ KHÍ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ MÁY CẮT THÉP TẤM BẰNG THỦY LỰC Người hướng dẫn: TS TÀO QUANG BẢNG Sinh viên thực hiện: BÙI VĂN KỲ Đà Nẵng, 2018 TÓM TẮT Tên đề tài: Thiết kế máy cắt thép thủy lực Sinh viên thực hiện: Bùi Văn Kỳ Lớp: 13C1A Số thẻ SV: 101130032 Nhu cầu thực tế đề tài: Máy cắt thép công cụ dùng để sản xuất thép cho ngành công nghiệp điện, khí, tơ, tàu thủy, xây dựng đƣợc sử dụng rộng rãi đời sống hàng ngày, đặc biệt góp phần vào phát triển lĩnh vực khí chế tạo Phạm vi nghiên cứu đề tài tốt nghiệp: C C  Cơ sở lí thuyết thép  Xây dựng kết cấu tổng thể máy tính tốn phận R L T Nội dung đề tài thực hiện:  Số trang thuyết minh: 104 trang  Số vẽ: 07 Ao DU Kết đạt đƣợc:  Phần lý thuyết tìm hiểu - Giới thiệu chung thép phƣơng pháp cắt - Lựa chọn máy hợp lý - Tính tốn động học động lực học máy  Phần thiết kế - Thiết kế tính chọn kết cấu máy - Thiết kế hệ thống điều khiển máy - An toàn vận hành máy Đà Nẵng, ngày 21 tháng 05 năm 2018 Sinh viên thực (Ký ghi rõ họ tên) i ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHOA: Cơ khí CỘNG HÕA XÃ HƠI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập - Tự - Hạnh phúc NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Họ tên sinh viên: Bùi Văn Kỳ Lớp: 13C1A Khoa: Cơ khí Số thẻ sinh viên: 101130032 Ngành: Công nghệ chế tạo máy Tên đề tài đồ án: Thiết kế máy cắt thép thủy lực Đề tài thuộc diện: ☐ Có ký kết thỏa thuận sở hữu trí tuệ kết thực Các số liệu liệu ban đầu:  Theo tài liệu thực tế nhà máy thực tập  Phơi có Smax= 15mm,Bmax=2000 mm  Vật liệu phôi tấm:thép CT38,CT15,C20 Nội dung phần thuyết minh tính tốn: C C R L T  Cơ sở lý thuyết trình dập cắt kim loại  Lựa chọn kết cấu máy hợp lý DU  Tính tốn động học động lực học máy  Thiết kế tính chọn kết cấu máy  Thiết kế hệ thống điều khiển máy  An toàn vận hành máy Các vẽ, đồ thị (ghi rõ loại kích thước vẽ):  Bản vẽ phương án cắt thép 1Ao  Bản vẽ lắp toàn máy 1Ao  Bản vẽ cấu cấp phôi 1Ao  Bản vẽ hộp giảm tốc 1Ao  Bản vẽ sơ đồ ngun cơng chi tiết bánh vít  Bản vẽ kết cấu cụm dao 1Ao 1Ao  Bản vẽ sơ đồ động máy 1Ao Họ tên người hướng dẫn: TS.Tào Quang Bảng Ngày giao nhiệm vụ đồ án: 06/02/2018 Ngày hoàn thành đồ án: 22/05/2018 Đà Nẵng, ngày 21 tháng 05 năm 2018 Trƣởng môn: Ngƣời hƣớng dẫn ii LỜI NÓI ĐẦU Trong thời đại ngày nay, ngành khí nói chung ngành cơng nghệ chế tạo máy nói riêng ngành quan trọng, có tính then chốt tảng để đƣa đất nƣớc ta trở thành nƣớc công nghiệp đại Để đáp ứng nhu cầu khoa học kỹ thuật nói chung ngành khí nói riêng, ngƣời kỹ sƣ khí cần thiết nƣớc công nghiệp phát triển Máy cắt thép công cụ dùng để sản xuất thép cho ngành cơng nghiệp điện, khí, ô tô, tàu thủy, xây dựng đƣợc sử dụng rộng rãi đời sống hàng ngày Do việc đầu tƣ máy móc, trang thiết bị sản xuất điều cần thiết C C Nhu cầu sản phẩm thép vƣợt qua thép dài vài năm tới, dẫn R L T chứng nghiên cứu gần cho thấy tiêu thụ sản phẩm thép toàn cầu tăng trƣởng tốc độ cao Nguyên nhân đẩy tăng nhu cầu sản phẩm thép nhƣ dải DU thép, thép ngành công nghiệp ơtơ, đóng tàu, chế tạo máy số ngành nghề khác phát triển Em hy vọng với đề tài giúp em kiểm tra lại kiến thức học đƣợc trang bị thêm kiến thức để làm tảng cho em sau Với hƣớng dẫn giúp đỡ tận tình thầy TS Tào Quang Bảng tạo điều kiện thuận lợi giúp chúng em hoàn thành đề tài Thiết kế máy cắt thép thủy lực.Do khả kinh nghiệm hạn chế nên q trình làm đồ án khơng thể tránh khỏi thiếu sót Rất mong đóng ý kiến thầy cô bạn Em xin chân thành cảm ơn! Đà Nẵng, ngày 10 tháng 05 năm 2018 Sinh viên thực Bùi Văn Kỳ iii CAM ĐOAN Cùng với phát triển khoa học nói chung ngành khí nói riêng Địi hỏi ngƣời cán kỹ thuật phải nắm vững kiến thức tƣơng đối rộng Đồng thời phải biết vận dụng kiến thức học suốt năm để giải vấn đề cụ thể thƣờng gặp sản xuất, sửa chữa sử dụng Dựa sở ý tƣởng ban đầu loại máy móc ngày hồn thiện qua lần cải tiến Trên sở đó, em Bùi Văn Kỳ thực đề tài Thiết kế máy cắt thép thủy lực Trong đề tài tốt nghiệp , em xin cam đoan tự làm 100% dƣới góp ý hƣớng dẫn từ thầy Tào Quang Bảng khoa Cơ khí, tìm hiểu tài liệu cơng nghệ cắt loại số tài liệu liên quan C C Với đề tài Thiết kế máy cắt thép thủy lực em xin cam đoan tự thiết kế, R L T tự làm, có tranh chấp hay gian dối e xin hoàn toàn chịu trách nhiệm DU Đà nẵng, ngày10 tháng 05 năm 2018 Sinh viên thực iv MỤC LỤC TÓM TẮT I NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP II LỜI NÓI ĐẦU III CAM ĐOAN IV DANH SÁCH CÁC BẢNG HÌNH VẼ VIII MỞ ĐẦU .1 CHƢƠNG GIỚI THIỆU CHUNG VỀ THÉP TẤM VÀ CÁC PHƢƠNG PHÁP CẮT KIM LOẠI 1.1 GIỚI THIỆU CHUNG VỀ THÉP TẤM: 1.1.1 NHU CẦU SỬ DỤNG VỀ THÉP TẤM: C C 1.1.2 CÁC SẢN PHẨM ĐƢỢC SỬ DỤNG TỪ THÉP TẤM: R L T 1.2 CƠ SỞ CẮT KIM LOẠI: 1.2.1 QUÁ TRÌNH CẮT ĐỨT VẬT LIỆU: DU 1.2.2 SỰ THAY ĐỔI TÍNH CHẤT CỦA THÉP TẤM TRONG Q TRÌNH GIA CƠNG: 1.2.3 LỰC TÁC DỤNG TRONG QUÁ TRÌNH CẮT: 1.3 CÁC PHƢƠNG PHÁP CẮT KIM LOẠI 1.3.1 PHƢƠNG PHÁP CẮT BẰNG NHIỆT: 10 1.3.2 CẮT BẰNG LỰC: 14 1.3.3 KẾT LUẬN: 18 CHƢƠNG : LỰA CHỌN MÁY HỢP LÝ .20 2.1 PHÂN TÍCH CHỌN PHƢƠNG ÁN TRUYỀN ĐỘNG: 20 2.1.1 YÊU CẦU LỰA CHỌN PHƢƠNG ÁN TRUYỀN ĐỘNG: 20 2.1.2 KẾT CẤU TỔNG THỂ VÀ PHÂN TÍCH LỰA CHỌN CƠ CẤU TRUYỀN ĐỘNG: 20 CHƢƠNG : TÍNH TỐN THIẾT KẾ MÁY 25 3.1 XÁC ĐỊNH CÁC THÔNG SỐ CƠ BẢN CỦA MÁY: 25 3.1.1 XÁC ĐỊNH CHIỀU DÀI LƢỠI DAO, HÀNH TRÌNH VẬN HÀNH: .25 3.1.2 XÁC ĐỊNH VẬN TỐC VÀ THỜI GIAN CẮT CỦA ĐẦU DAO TRÊN: 26 v 3.2 THIẾT KẾ ĐỘNG HỌC: 27 3.2.1 THIẾT KẾ ĐỘNG HỌC CHO BỘ PHẬN CẤP PHÔI TỰ ĐỘNG: 27 3.2.2 CƠ CẤU ĐỠ PHÔI: 31 3.2.3 THIẾT KẾ ĐỘNG HỌC CHO BỘ PHẬN ĐỠ SẢN PHẨM: 35 CHƢƠNG THIẾT KẾ ĐỘNG LỰC HỌC VÀ HỆ THỐNG THỦY LỰC 36 4.1 TÍNH TỐN BỘ PHẬN CẮT: .36 4.1.1 TÍNH TỐN LỰC CẮT: .36 4.1.2 TÍNH TỐN CÁC THÔNG SỐ CỦA BỘ PHẬN CẮT: 36 4.2 TÍNH TỐN BỘ PHẬN KẸP CHẶT: 40 4.2.1 LỰC KẸP: 40 4.2.2 TÍNH TỐN THƠNG SỐ CỦA BỘ PHẬN KẸP: 40 C C 4.3 TÍNH TỐN VÀ LỰA CHỌN CÁC PHẦN CÕN LẠI CỦA HỆ THỐNG THỦY LỰC: 42 R L T 4.3.1 TÍNH TỐN LỰA CHỌN CÁC THÔNG SỐ CỦA BƠM: 42 4.3.2 TÍNH CÁC TỔN THẤT TRONG HỆ THỐNG: 45 DU 4.3.3 XÁC ĐỊNH TIẾT DIỆN ỐNG DẪN DẦU: 48 4.3.4 PHÂN TÍCH CHỌN LOẠI DẦU TRONG HỆ THỐNG: 49 4.3.5 CHỌN CÁC PHẦN TỬ THUỶ LỰC KHÁC: 49 CHƢƠNG : THIẾT KẾ CÁC CỤM CƠ KHÍ CÕN LẠI 55 5.1 TÍNH TỐN CÁC THƠNG SỐ CỦA LƢỠI DAO VÀ BÀN TRƢỢT GÁ DAO: .55 5.1.1 CHỌN VẬT LIỆU CHẾ TẠO DAO CẮT: 55 5.1.2 CÁC THÔNG SỐ CỦA DAO VÀ BÀN TRƢỢT GÁ DAO: 56 5.2 TÍNH TỐN HỆ THỐNG CẤP PHÔI: 59 5.2.1 SƠ ĐỒ VÀ NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG: 59 5.2.2 TÍNH TỐN THIẾT KẾ HỆ THỐNG CẤP PHÔI: 59 5.3 TÍNH TỐN HỆ THỐNG ĐỠ SẢN PHẨM: 63 5.4 THIẾT KẾ HỘP GIẢM TỐC: 64 5.4.1 LỰA CHỌN PHƢƠNG ÁN TRUYỀN ĐỘNG: 64 5.4.2 TÍNH TỐN THƠNG SỐ BỘ TRUYỀN: 65 CHƢƠNG THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN 84 vi 6.1 GIỚI THIỆU VỀ HỆ THÔNG ĐIỀU KHIỂN PLC: 84 6.1.1 SƠ LƢỢC VỀ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN PLC: 84 6.1.2 SƠ ĐỒ KHỐI CỦA BỘ ĐIỀU KHIỂN PLC: 84 6.1.3 LẬP TRÌNH CÁC THIẾT BỊ LOGIC CHUẨN: 85 6.1.4 NỘI DUNG CỦA MỘT CHƢƠNG TRÌNH ĐIỀU KHIỂN: 86 6.2 PHÂN TÍCH CHỌN PHƢƠNG ÁN ĐIỀU KHIỂN: 87 6.2.1 DÙNG MỘT CƠNG TẮC HÀNH TRÌNH: 88 6.2.2 SỬ DỤNG CẢM BIẾN HỒNG NGOẠI: 89 6.2.3 DÙNG CẢM BIẾN ĐO ĐỘ DÀI: 89 6.2.4 KẾT LUẬN: 90 6.3 HOẠT ĐỘNG CỦA HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN: 90 C C 6.3.1 SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ: 90 6.3.2 HOẠT ĐỘNG: .91 R L T 6.3.3 CHƢƠNG TRÌNH ĐIỀU KHIỂN: 92 ĐÁNH GIÁ VÀ KẾT LUẬN 94 DU TÀI LIỆU THAM KHẢO 95 vii DANH SÁCH CÁC BẢNG HÌNH VẼ Bảng 1.1- Các thông số ảnh hƣởng đến lực cắt Bảng 4.1- Khoảng giá trị tổn thất áp suất loại van Hình 1.1- Thép Hình 1.2-Tàu đƣợc chế tạo từ thép Hình 1.3- Một cơng đoạn chế tạo vỏ tàu Hình 1.4- Máy cán thép nóng để đóng tàu Hình 1.5- Các giai đoạn trình cắt Hình 1.6 - Sơ đồ tác dụng lực cắt Hình 1.7- Sơ đồ phân bố vết nứt mép cắt Hình 8-Sơ đồ phƣơng pháp cắt vật liệu C C Hình 9- Sơ đồ cắt khí R L T Hình 10- Sơ đồ nguyên lý điều khiển hƣớng chùm tia laser cắt Hình 11- Sơ đồ nguyên lý cắt lƣỡi dao nghiêng DU Hình 12- Sơ đồ nguyên lý cắt lƣỡi dao song song Hình 13- Sự thay đổi lực cắt máy cắt Hình 14- Kết cấu dao cắt đĩa cặp dao Hình 15- Sơ đồ nguyên lý cắt lƣỡi dao chấn động Hình 1- Sơ đồ nguyên lý hoạt động tồn máy Hình 2- Sơ đồ cấu tay quay trƣợt Hình 3- Sơ đồ nguyên lý cấu hình sin Hình 4- Sơ đồ hệ thống xy lanh thuỷ lực Hình 2.5- Sơ đồ hệ thống thuỷ lực tạo lực cắt Hình 1- Sơ đồ xác định độ vận hành dao nghiêng Hình 2- Ngun lý cấp phơi hệ thống xilanh - piston khí nén Hình 3- Sơ đồ nguyên lý cấp phôi nhờ ma sát hai lơ cán Hình 4-Sơ đồ ngun lý hệ thống cấp phơi dùng băng tải Hình 5- Sơ đồ động máy Hình 6- Kết cấu bàn đỡ phơi Hình 7- Sơ đồ kẹp phơi trọng lực khối kim loại Hình 8- Sơ đồ cấu kẹp phôi lo xo chịu nén viii Hình 9- Sơ đồ phận đỡ sản phẩm Hình 1- Sơ đồ xác định kích thƣớc xy lanh Hình 2- Sơ đồ nguyên lý bơm cánh gạt kép Hình 3- Hình ảnh chi tiết bơm cánh gạt kép Hình 4- Sơ đồ kết cấu ký hiệu van tràn Hình 5- Sơ đồ kết cấu ký hiệu Hình 6- Ký hiệu van chiều Hình 7- Ký hiệu van giảm áp Hình 8- Các loại ống nối Hình 9- Sơ đồ kết cấu bể dầu Hình 1- Kết cấu lƣỡi dao Hình 2- Kết cấu bàn trƣợt gá dao C C Hình 3- Sơ đồ hệ thống cấp phơi R L T Hình 4- Kết cấu lăn hệ thống cấp phôi Hình 5- Hình ảnh lăn thực tế DU Hình - Sơ đồ tính tốn hệ thống đỡ sản phẩm Hình 7-Bộ truyền trục vít – bánh vít hộp giảm tốc Hình 8- Lực tác dụng lên truyền Hình 9- Biểu đồ mơmen tác dụng lên trục vít Hình 10- Biểu đồ mơmen tác dụng lên trục bánh vít Hình 11- Sơ đồ phân bố lực trục vít Hình 12- Sơ đồ phân bố lực trục bánh vít Hình 1- Sơ đồ khối PLC Hình 2- Ví dụ lập trình rơle phụ Hình 3- Sơ đồ đo cơng tắc hành trình Hình 4- Sơ đồ đo cảm biến hồng ngoại Hình 5- Sơ đồ đo cảm biến độ dài Hình 6- Sơ đồ điều khiển máy Hình 7- Biểu đồ trạng thái hệ thống điều khiển Hình 8- Chƣơng trình điều khiển ix Thiết kế máy cắt thép thủy lực h n = 880 (vòng /phút) : Số làm việc (giờ) Giả sử máy làm việc năm, năm hoạt động 310 ngày, ngày tiếng Q h = 5.310.8 = 12400 (giờ) : Tải trọng tƣơng đƣơng: (daN) Q = (kv.R + m.At).kn.kt Với: - Hệ số m tra bảng (8.2/ Trang 161, Thiết kế chi tiết máy, Nguyễn Trọng Hiệp): m = 0,7 - Hệ số tải trọng tĩnh: kt= C C - Nhiệt độ làm việc dƣới 1000c: R L T - Vòng ổ quay: kn = kv = DU RA = R Ax  R Ay  145  110  182( N ) RB = RBx  RBy  145  396  422( N ) SA= 1,3 R A tg  = 1,3.182.tg26º= 115,4 (N) SB= 1,3 RB tg  = 1,3.422.tg26º = 267,57 (N) Tổng lực chiều trục: At  S A  S B  Pa1  115,4  267,57  1389  1236,83( N ) Nhƣ lực hƣớng bên phải suy ta cần tính gối trục bên phải B, gối bên trái chọn theo gối bên phải QB = (1.422 + 0,7.1236,83).1.1 =1155,78 (N) = 115,578 (daN) C B  QB (n.h) 0,3  115,578.(880.12400) 0,3  14936 (Thoả mãn Cbảng 16770 > C) Các thơng số hình học chủ yếu ổ: Đƣờng kính ổ: d = 20 (mm) Đƣờng kính ngồi ổ: D = 47 (mm) SVTH: Bùi Văn Kỳ - Lớp: 13C1A GVHD: TS Tào Quang Bảng Trang 81 Thiết kế máy cắt thép thủy lực Bề rộng ổ: B = 14 (mm) Đƣờng kính bi 7,94 (mm)  Gối đỡ trục bánh vít: Trên trục vừa có lực dọc trục vừa có lực hƣớng tâm nên ta chọn ổ bi đỡ chặn Sơ đồ chọn ổ cho trục C C Hình 12- Sơ đồ phân bố lực trục bánh vít R L T Dự kiến chọn trƣớc ổ đỡ chặn ký hiệu 46206 có: - Cbảng = 33000 DU -  = 260 Hệ số khả làm việc: C  Q  n  h 0,  Cbang Trong đó: n = 29 (v/ph) h = 12400 (giờ) Tải trọng tƣơng đƣơng: Q = (kv R + m  At)  kn kt Trong đó: Tra (bảng (8-2), [3]) a có: m = 0,7 Tra (bảng (8-3), [3]) ta có: kt = Tra (bảng (8-4), [3]) ta có: kn = Tra (bảng (8-5), [3]) ta có: kv = Tải trọng hƣớng tâm: SVTH: Bùi Văn Kỳ - Lớp: 13C1A GVHD: TS Tào Quang Bảng Trang 82 Thiết kế máy cắt thép thủy lực RC  Rcx  Rcy  649,5  43,6  651N  2 RD  RDx  RDy  649,5  549,6  850,8N  2 SC = 1,3 RC tg  = 1,3.651.tg26º=412,76 (N) SD = 1,3 RD tg  = 1,3.850,8.tg26º = 539,4 (N) At  S C  S D  Pa  412,76  539,4  290  163,36( N ) Nhƣ lực hƣớng bên phải, nhƣ ta cần tính gối trục bên phải, gối bên trái chọn theo gối bên phải QD = (kv RD+m At) kn kt = (1.850,8 + 0,7.163,36) 1.1 = 965,15 (N) = 96,515 (daN) C  QD n.h 0, C C  96,515.29.12400 0, R L T  4480,6 Tra (bảng 17P/Trang 346/ [3]) ta chọn loại ổ có ký hiệu 46306, với C bảng = 38000 > C DU Các thơng số hình học chủ yếu ổ: Đƣờng kính ổ: d = 30 (mm) Đƣờng kính ngồi ổ: D = 72 (mm) Bề rộng ổ: B = 19 (mm) Đƣờng kính bi: 12,3 (mm) SVTH: Bùi Văn Kỳ - Lớp: 13C1A GVHD: TS Tào Quang Bảng Trang 83 Thiết kế máy cắt thép thủy lực CHƢƠNG THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN 6.1 Giới thiệu hệ thông điều khiển PLC: 6.1.1 Sơ lƣợc hệ thống điều khiển PLC: Ngày với phát triển vƣợt bậc khoa học kỹ thuật đem lại lợi ích to lớn cho ngƣời Việc khí hố, tự động hố sản xuất giúp ngƣời giải phóng đƣợc sức lao động, tăng xuất chất lƣợng sản phẩm Trong ngành sản xuất nói chung khí nói riêng điều khiển tự động PLC PLC viết tắt cụm từ “Programmable Logic Controller”, thiết bị điều khiển lập trình đƣợc (khả trình) cho phép thực linh hoạt thuật toán điều khiển logic C C thơng qua ngơn ngữ lập trình Hiện đƣợc sử dụng rộng rãi hiệu R L T nhờ tính bậc nó: - Lập trình dễ dàng, ngơn ngữ lập trình dễ học DU - Gọn nhẹ, dễ dàng bảo quản, sửa chữa - Dung lƣợng nhớ lớn để chứa đƣợc chƣơng trình phức tạp - Hồn tồn tin cậy môi trƣờng công nghiệp - Giao tiếp đƣợc với thiết bị thông minh khác nhƣ: máy tính, nối mạng, mơi Modul mở rộng - Giá cá thể cạnh tranh đƣợc 6.1.2 Sơ đồ khối điều khiển PLC: Dƣới sơ đồ khối điều khiển PLC Hình 1- Sơ đồ khối PLC SVTH: Bùi Văn Kỳ - Lớp: 13C1A GVHD: TS Tào Quang Bảng Trang 84 Thiết kế máy cắt thép thủy lực a Bộ xử lý trung tâm: - Chức năng: Điều khiển, tính tốn quản lý toàn hoạt động PLC Bao gồm: + Bộ thuật tốn, logic: Xử lý số liệu, tính tốn phép tính số học logic + Bộ điều khiển: Điều khiển chuẩn thời gian thực phép tính + Bộ nhớ: Các ghi lƣu thơng tin đến việc thực thi chƣơng trình b Bộ nhớ: - Bộ nhớ đọc: ROM - Bộ nhớ truy cập ngẫu nhiên RAM: Dành cho ngƣời sử dụng C C - Bộ nhớ truy cập ngẫu nhiên RAM: Lƣu trữ thông tin thiết bị xuất nhập, chuẩn đến kiện lƣu trữ địa vào R L T - Bộ nhớ đọc xố - lập trình lại EFROM c Giao diện xuất nhập: DU Làm tƣơng thích điện áp dòng vào thiết bị với PLC d Bộ nguồn: Dùng để chuyển điện áp AC thành DC để cung cấp cho PLC e Thiết bị lập trình: Là thiết bị dùng để viết chƣơng trình nhập chƣơng trình vào nhớ Có thể bàn phím tay lập trình máy tính Ngồi cịn có đƣờng dẫn để truyền tín hiệu gọi bit (các dây dẫn mạch dẫn), bao gồm: - Bit liệu: Dùng để tải liệu chƣơng trình xử lý CPU - Bit địa chỉ: Dùng để tải địa CPU - Bit điều khiển: Dùng để truyền tín hiệu điều khiển CPU - Bit hệ thống: Dùng để truyền thông tin thiết bị xuất - nhập cổng xuất - nhập 6.1.3 Lập trình thiết bị logic chuẩn: Bao gồm việc lập trình cho thiết bị chuẩn sau: - Rơle - Thanh ghi SVTH: Bùi Văn Kỳ - Lớp: 13C1A GVHD: TS Tào Quang Bảng Trang 85 Thiết kế máy cắt thép thủy lực - Bộ định thời - Bộ đếm Ở ta sử dụng PLC hãng Mitsubishi Nhật sản xuất a Lập trình rơle phụ trợ M : M0, M500 ): X001 X002 M100 X003 M101 M100 X004 C C M101 M100 T U R L D M101 Y000 Hình 2- Ví dụ lập trình rơle phụ b Lập trình ghi:D Việc lập trình sử dụng ghi quan trọng xử lý số liệu đƣợc nhập từ vào Các số liệu đƣợc đọc - ghi xử lý để xuất đến cổng c Lập trình đếm: C Dùng để đếm kiện Việc lập trình đếm đƣợc cài đặt theo giá trị cho trƣớc Khi nhận đƣợc số xung tín hiệu vào đếm vận hành thiết bị tƣơng ứng d Lập trình định thời: T Dùng để định thời gian cho xự kiện Độ phân giải 1ms, 10ms, 100ms 6.1.4 Nội dung chƣơng trình điều khiển: Nội dung bao gồm: - Chƣơng trình điều khiển chế độ hoạt động - Lập trình theo trình tự hay logic tổ hợp - Chƣơng trình để kích cổng vào SVTH: Bùi Văn Kỳ - Lớp: 13C1A GVHD: TS Tào Quang Bảng Trang 86 Thiết kế máy cắt thép thủy lực - Chƣơng trình thị, báo S- Kết thúc a Dạng chƣơng trình điều khiển: Thƣờng đƣợc viết dƣới dạng: - Dạng câu lệnh - Dạng Ledder (Dạng bậc thang) b Các lệnh bản: LD : Dùng để vẽ công tắc logic thƣờng mở LDI: Dùng để vẽ cơng tắc logic thƣờng đóng OUT: Đặt rơle logic cuối dịng chƣơng trình AND: Đặt cơng tắc logic thƣờng mở vào sau công tắc logic thƣờng mở C C khác (nối tiếp) OR: Đặt công tắc logic thƣờng mở song song R L T ANI: Đặt cơng tắc thƣờng đóng nối tiếp ORI: Đặt cơng tắc thƣờng đóng song song DU ORB: Tạo nhiều nhánh song song ANB: Tạo nhiều nhánh nối tiếp SET: Dùng để đặt tham số với giá trị chế độ vĩnh viễn RST: Dùng để đặt tham số với giá trị chế độ vĩnh viễn MPS, MRD, MPP: Dùng để thực việc rẽ nhánh phía phải nhánh CJ: Nhảy có điều kiện CALL: Khi có đoạn chƣơng trình lặp lại nhiều lần dùng chƣơng trình (lệnh gọi chƣơng trình con) CMP: So sánh giá trị nhập vào đếm, định thời với giá trị lƣu ghi 6.2 Phân tích chọn phƣơng án điều khiển: Một phƣơng án tối ƣu phƣơng án mà xét phƣơng diện kỹ thuật đảm bảo đƣợc yêu cầu kỹ thuật đặt thiết kế (làm việc ổn định, hiệu quả, xuất ), kinh tế phải đảm bảo thấp chi phí chế tạo điều kiện cụ thể đáp ứng đƣợc SVTH: Bùi Văn Kỳ - Lớp: 13C1A GVHD: TS Tào Quang Bảng Trang 87 Thiết kế máy cắt thép thủy lực 6.2.1 Dùng cơng tắc hành trình: a Sơ đồ: Hình 3- Sơ đồ đo cơng tắc hành trình C C Chú thích: b Hoạt động: R L T Cơng tắc hành trình Thƣớt đo Vít hãm Phôi DU Phôi đƣợc phận cấp phôi đƣa vào với vận tốc Vph chạm công tắc hành trình ngắt điện động cấp phơi, phơi ngừng chuyển động, đồng thời tín hiệu đƣa từ công tắc qua điều khiển tác động làm đầu dao xuống, thực q trình cắt Cơng tắc đƣợc gắn thƣớt đo chuyển động dọc theo thân thƣớt Ta cắt với cách L khác cách di chuyển công tắc theo thân thƣớt cố định vị trí mong muốn vít hãm 3.Để điều chỉnh khoảng cách L ta dùng động riêng dẫn động trục vít me, cơng tắc hành trình gắn cữ lắp đai ốc c Đặc điểm:  Ƣu điểm : - Chỉ dùng cơng tắc hành trình, tốn - Đơn giản cho phận điều khiển cho chƣơng trình điều khiển  Nhƣợc điểm : - Phải dùng thêm hệ thống cữ hành trình động diện dẫn động, làm máy phức tạp tốn nguồn lƣợng SVTH: Bùi Văn Kỳ - Lớp: 13C1A GVHD: TS Tào Quang Bảng Trang 88 Thiết kế máy cắt thép thủy lực 6.2.2 Sử dụng cảm biến hồng ngoại: a Sơ đồ: Hình 4- Sơ đồ đo cảm biến hồng ngoại C C Chú thích : Cảm biến phát Cảm biến thu (cảm biến nhận) Thƣớt đo Bộ điều khiển Phôi R L T DU b Hoạt động: Hoạt động tƣơng tự trƣờng hợp (dùng cơng tắc hành trình), khác chỗ phôi tiến vào ngăn dòng ánh sáng phát từ cảm biến phát, cảm biến thu khơng nhận đƣợc ánh sáng Điều đƣợc chuyển thành tín hiệu truyền PLC để điều khiển động Để cắt đƣợc độ dài khác ta dịch chuyển cảm biến theo thân thƣớt cố định (2) 6.2.3 Dùng cảm biến đo độ dài: a Sơ đồ: Hình 5- Sơ đồ đo cảm biến độ dài Chú thích: Bánh ma sát Cảm biến độ dài Bộ điều khiển Phôi SVTH: Bùi Văn Kỳ - Lớp: 13C1A GVHD: TS Tào Quang Bảng Trang 89 Thiết kế máy cắt thép thủy lực b Hoạt động: Bề mặt bánh ma sat cảm biến đƣợc ép tiếp xúc với bề mặt phôi lăn không trƣợt bề mặt phôi chuyển động vào Cảm biến độ dài có nhiệm vụ đo độ dài phơi vào thơng qua số vịng quay góc quay đƣợc bánh ma sat, chuyển thành tín hiệu điện truyền điều khiển Ở PLC đƣợc lập trình sẵn tuỳ theo độ dài cần cắt mà điều khiển chu trình hoạt động 6.2.4 Kết luận: Qua phân tích phƣơng án đề nhƣ trên, ta chọn phƣơng án sử dụng cơng tắc hành trình ƣu điểm sau: - Điều khiển xác độ dài cần cắt - Thiết bị chƣờng trình điều khiển đơn giản C C 6.3 Hoạt động hệ thống điều khiển: 6.3.1 Sơ đồ nguyên lý: R L T DU Y0 Y1 A- A+ Vào B- X0 X1 B+ S0 M Hình 6- Sơ đồ điều khiển máy SVTH: Bùi Văn Kỳ - Lớp: 13C1A GVHD: TS Tào Quang Bảng Trang 90 Thiết kế máy cắt thép thủy lực C C R L T DU Hình 7- Biểu đồ trạng thái hệ thống điều khiển 6.3.2 Hoạt động: Phôi đƣợc động M dẫn động lăn đƣa vào vùng cắt Chiều rộng phôi đƣợc điều chỉnh sẵn, thép chạm vào cơng tắc hành trình S0 (tức đạt bề rộng cần cắt), PLC xuất tín hiệu dừng động phanh hãm trục động cơ; đồng thời pít tông xy lanh kẹp phôi A xuống Khi kẹp chặt, tức chạm vào cơng tắc hành trình X1 tác động làm pít tơng xy lanh cắt B xuống Đến cắt xong chạm công tắc hành trình Y1 lùi về, chạm Y0 tác động làm pít tơng xy lanh A lùi Khi pít tơng chạm X0 tác động làm động M quay tiếp tục chu trình Khi đếm đếm đủ số sản phẩm cần cắt xuất tín hiệu dừng hệ thống SVTH: Bùi Văn Kỳ - Lớp: 13C1A GVHD: TS Tào Quang Bảng Trang 91 Thiết kế máy cắt thép thủy lực 6.3.3 Chƣơng trình điều khiển: C C R L T DU Hình 8- Chƣơng trình điều khiển 6.3.4 Vận hành Các công nhân dƣới 18 tuổi không đƣợc tiếp xúc với máy Đối với ngƣời vận hành: - Có gấy chứng nhận làm việc máy - Biết rõ chức làm việc máy cách thành thạo - Nắm đƣợc tính chất vật liệu phôi Máy sau lắp xong phải đƣợc chạy thử khơng tải thời gian Sau xiết chặt lại bu lông lắp ráp trƣớc cho máy chạy có tải Trong q trình sản xuất cần ý điểm sau: - Trƣớc làm việc: + Kiểm tra phận truyền động, ly hợp, phanh hãm hệ thống điện có an tồn khơng ? SVTH: Bùi Văn Kỳ - Lớp: 13C1A GVHD: TS Tào Quang Bảng Trang 92 Thiết kế máy cắt thép thủy lực + Kiểm tra thiết bị điều khiển, nắp che chắn đặc biệt vấn đề bơi trơn phận có đƣợc đảm bảo hay không? Nếu cần thiết phải tiến hành bơm dầu mỡ vào ổ đỡ, rãnh trƣợt - làm việc + Công nhân đứng máy phải mang đầy đủ bảo hộ lao động, gọn gàng + Điều kiện làm việc phải gọn gàng, tạo điều kiện cho việc thao tác dễ dàng, nhanh chóng thuận tiện + Phôi phải lắp vào trục uốn khởi động máy làm việc + Khi phát cố máy phải nhanh chóng tắt cơng tắc, dừng máy phanh an tồn kịp thời báo cho ngƣời có trách nhiệm Đề phòng tƣợng tải máy C C - Sau làm việc + Làm vệ sinh xung quanh khu vực máy gọn gàng R L T + Cắt cầu dao máy để tránh ngƣời lạ xâm nhập vận hành máy DU SVTH: Bùi Văn Kỳ - Lớp: 13C1A GVHD: TS Tào Quang Bảng Trang 93 Thiết kế máy cắt thép thủy lực ĐÁNH GIÁ VÀ KẾT LUẬN Đánh giá: - Máy cắt thép tạo biên dạng chi tiết có kích thƣớc lớn (chiều dày lớn 15mm, chiều rộng lớn 2000mm) - Kết cấu máy đơn giản, dễ chế tạo - Việc điều khiển, thao tác gia công máy dễ dàng - Máy chuyển động êm, an toàn cho ngƣời sử dụng - Máy đóng vai trị quan trọng cơng việc chế tạo sản phẩm cho ngành công nghiệp Bởi lí mà máy cắt thép quan trọng không thiếu đƣợc C C ngành công nghệ chế tạo Kết luận: R L T - Sau tháng tìm hiểu nghiên cứu máy cắt thép tấm, đƣợc hƣớng dẫn giúp đỡ tận tình thầy Tào Quang Bảng giúp em hoàn thành đề tài DU - Đây đề tài không thực tế sản xuất nhƣng sinh viên trình học tập cịn nhiều khó khăn vấn đề cần giải quyết, bên cạnh hạn chế mặt tài liệu nhƣ thời gian khiến cho trình làm đồ án gặp nhiều trở ngại Do q trình làm đồ án khơng thể tránh khỏi thiếu sót Rất mong đóng ý kiến thầy cô bạn Em xin chân thành cảm ơn! SVTH: Bùi Văn Kỳ - Lớp: 13C1A GVHD: TS Tào Quang Bảng Trang 94 Thiết kế máy cắt thép thủy lực TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Trần Thị Chất , “ Vẽ kỹ thuật khí ”, Nhà xuất giáo dục, Hà Nội, 2008 [2] Đinh Minh Diệm, “ Các phƣơng pháp gia công đặc biệt ”, Nhà xuất khoa học kỹ thuật, Hà Nội, 2010 [3] Nguyễn Trọng Hiệp, “ Thiết kế chi tiết máy ”, Nhà xuất giáo dục, Hà Nội, 2010 [4] Lƣu Đức Hịa, “ Cơ khí đại cƣơng ”, Nhà xuất khoa học kỹ thuật, Hà Nội ,2007 [5] Lƣu Đức Hịa, “ Cơng nghệ kim loại 2”, Trƣờng đại học Bách khoa – Đại học Đà nẵng, 2008 C C [6] Lê Hồng Ngọc, “ Sức bền vật liệu ”, Nhà xuất khoa học kỹ thuật, Hà R L T Nội, 1998 [7] Hồ Gia Phổ, “ Training proengineer wildefire v5.0”, Trung tâm thiết kế đào DU tạo phần mềm khí MCE, Đà Nẵng, 2013 [8] Trần Hữu Quế, “ Vẽ kỹ thuật khí (tập 2) ”, Nhà xuất giáo dục, Hà Nội, 2000 [9] Tôn Yên, “ Công nghệ dập nguội ”, Nhà xuất khoa học kỹ thuật, Hà Nội, 1974 [10] Trần Xuân Tùy, Trần Minh Chính, Trần Ngọc Hải, “ Hệ thống điều khiển thủy khí ”, Nhà xuất xây dựng, Hà Nội, 2011 [11] Trần Xuân Tùy, Trần Ngọc Hải, “ Điều khiển thủy lực- khí nén lập trình PLC ”, Trƣờng đại học Bách khoa – Đại học Đà nẵng, Đà Nẵng, 2010 SVTH: Bùi Văn Kỳ - Lớp: 13C1A GVHD: TS Tào Quang Bảng Trang 95 ... Bảng Trang Thiết kế máy cắt thép thủy lực CHƢƠNG GIỚI THIỆU CHUNG VỀ THÉP TẤM VÀ CÁC PHƢƠNG PHÁP CẮT KIM LOẠI 1.1 Giới thiệu chung thép tấm: 1.1.1 Nhu cầu sử dụng thép tấm: Ngày sản phẩm thép đƣợc... Trang Thiết kế máy cắt thép thủy lực Hình 1.1- Thép Các sản phẩm đƣợc sử dụng từ thép sơ lƣợc từ ngành nghề nhƣ sau: - Trong ngành chế tạo máy: Thép đƣợc sử dụng thân máy máy cắt kim loại, vỏ máy? ??... GVHD: TS Tào Quang Bảng Trang 14 Thiết kế máy cắt thép thủy lực + Lực cắt không yêu cầu cao + Có thể cắt theo đƣờng cắt cong, khơng u cầu kết cấu máy phải cồng kềnh, máy rung động đến xung quanh