Thiết kế máy cắt thép tấm điều khiển bằng thủy lực

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHOA CƠ KHÍ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGÀNH: CƠNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ MÁY CẮT THÉP TẤM BẰNG THỦY LỰC Người hướng dẫn: TS Nguyễn Phạm Thế Nhân Sinh viên thực hiện: Nguyễn Thế Ngà Số thẻ sinh viên: 101150035 Lớp: 15C1A Đà Nẵng, 06/2020 ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHOA CƠ KHÍ CỘNG HỊA Xà HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập - Tự - Hạnh phúc NHẬN XÉT ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP I Thông tin chung: Họ tên sinh viên: Lớp: NGUYỄN THẾ NGÀ 15C1A Số thẻ SV: 101150035 Tên đề tài: THIẾT KẾ MÁY CẮT THÉP TẤM BẰNG THỦY LỰC Người hướng dẫn: NGUYỄN PHẠM THẾ NHÂN Học hàm/ học vị: Tiến Sĩ II Nhận xét đồ án tốt nghiệp: Về tính cấp thiết, sáng tạo ứng dụng đồ án: (điểm đánh giá tối đa 2đ) ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… Về kết giải nội dung nhiệm vụ yêu cầu đồ án: (điểm tối đa 4đ) ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… Về hình thức, cấu trúc, bố cục đồ án tốt nghiệp: (điểm đánh giá tối đa 2đ) ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… NCKH: (nếu có báo khoa học ĐATN đề tài NCKH: cộng thêm 1đ) ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… Các tồn tại, thiếu sót cần bổ sung, chỉnh sửa: ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… III Tinh thần, thái độ làm việc sinh viên: (điểm đánh giá tối đa 1đ) ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… IV.Đánh giá: Điểm đánh giá: Đề nghị: /10 Được bảo vệ đồ án/ Bổ sung thêm để bảo vệ/ Không bảo vệ Đà Nẵng, ngày tháng năm 2020 Người hướng dẫn ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHOA CƠ KHÍ CỘNG HÒA Xà HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập - Tự - Hạnh phúc NHẬN XÉT PHẢN BIỆN ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP I Thông tin chung: Họ tên sinh viên: Lớp: NGUYỄN THẾ NGÀ Số thẻ SV: 15C1A 101150035 Tên đề tài: THIẾT KẾ MÁY CẮT THÉP TẤM BẰNG THỦY LỰC Người phản biện: Học hàm/ học vị: II Nhận xét, đánh giá đồ án tốt nghiệp: TT Các tiêu chí đánh giá 1a 1b 1c 1d 1e 1f 2a 2b Sinh viên có phương pháp nghiên cứu phù hợp, giải đủ nhiệm vụ đồ án giao - Hiểu vận dụng kiến thức Toán khoa học tự nhiên vấn đề nghiên cứu - Hiểu vận dụng kiến thức sở chuyên ngành vấn đề nghiên cứu - Có kỹ vận dụng thành thạo phần mềm mơ phỏng, tính tốn vấn đề nghiên cứu - Có kỹ đọc, hiểu tài liệu tiếng nước ứng dụng vấn đề nghiên cứu - Có kỹ làm việc nhóm, kỹ giải vấn đề - Đề tài có giá trị khoa học, cơng nghệ; ứng dụng thực tiễn: Kỹ viết: Điểm Điểm tối đa trừ Điểm lại 80 15 25 10 10 10 10 - Bố cục hợp lý, lập luận rõ ràng, chặt chẽ, lời văn súc tích 20 15 - Thuyết minh đồ án khơng có lỗi tả, in ấn, định dạng Tổng điểm đánh giá: theo thang 100 Quy thang 10 (lấy đến số lẻ) - Các tồn tại, thiếu sót cần bổ sung, chỉnh sửa: ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… - Ý kiến khác: ……………………………………………………………………………………… - Đề nghị: Được bảo vệ đồ án/ Bổ sung thêm để bảo vệ/ Không bảo vệ Đà Nẵng, ngày tháng năm 2020 Người phản biện TÓM TẮT Tên đề tài : Thiết kế máy cắt thép điều khiển thủy lực Sinh viên thực hiện: NGUYỄN THẾ NGÀ Số thẻ sinh viên: 101150035 Lớp: 15C1A Đề tài chia thành chương chương nêu lên nội dung khác tập trung vào việc tính tốn chọn phương án thiết kế máy cắt thép điều khiển thủy lực Chương 1: Tổng quan Chương 2: Thiết kế động học máy Chương 3: Tính tốn động lực học kết cấu máy Chương 4: Thiết kế hệ thống điều khiển sử dụng PLC Chương 5: An toàn vận hành máy ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG CỘNG HỊA Xà HƠI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập - Tự - Hạnh phúc TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHOA CƠ KHÍ NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Họ tên sinh viên: NGUYỄN THẾ NGÀ Số thẻ sinh viên: 101150035 Lớp: 15C1A Khoa: Cơ Khí Ngành: Cơng nghệ chế tạo máy Tên đề tài đồ án: Thiết kế máy cắt thép thủy lực Các số liệu liệu ban đầu: - Chiều rộng thép: 3000mm - Chiều dày: 20mm A Nội dung phần thuyết minh tính tốn: Chương 1: Tổng quan Chương 2: Thiết kế động học máy Chương 3: Tính tốn động lực học kết cấu máy Chương 4: Thiết kế hệ thống điều khiển sử dụng PLC Chương 5: An toàn vận hành máy B Các vẽ, đồ thị: - Bản vẽ phương án máy: 1A0 - Bản vẽ sơ đồ động toàn máy: 1A0 - Bản vẽ kết cấu máy: 4A0 - Bản vẽ sơ đồ thủy lực số thiết bị thủy lực máy: 1A0 - Bản vẽ sơ đồ hệ thống điều khiển: 1A0 Họ tên người hướng dẫn: T.S Nguyễn Phạm Thế Nhân Ngày giao nhiệm vụ đồ án: Ngày hoàn thành đồ án: Đà Nẵng, ngày tháng năm 2020 Trưởng Bộ môn Người hướng dẫn ( Ký, ghi rõ họ tên ) ( Ký, ghi rõ họ tên ) Nguyễn Phạm Thế Nhân Đề tài: Thiết Kế Máy Cắt Thép Tấm Bằng Thủy Lực LỜI NÓI ĐẦU Hiện nước ta đẩy mạnh đại hóa cơng nghiệp hóa, đại hóa để đưa đất nước ta sánh vai với nước khu vực giới Muốn ngành cơng nghiệp phải không ngừng đẩy mạnh sản xuất, mở rộng nhà máy, xí nghiệp, cải tiến trang thiết bị để nâng cao chất lượng sản phẩm, nhờ sách đưa đất nước ta phát triển nhanh chóng có phần đáng kể đến lĩnh vực sản xuất phôi thép Để đáp ứng nhu cầu thực tế người tiêu dùng kinh tế, ngành sản xuất phơi thép, thiết bị khí cho đời loại máy khơng ngừng số lượng mà cịn chất lượng tốt Với yêu cầu thực tế năm lớn, để tạo sản phẩm phôi thép thiết phải có thiết bị, máy móc chuyên dùng, đảm bảo yêu cầu sản xuất, yêu cầu công nghệ mơi trường, nhiệm vụ ngành khí Trong khoảng thời gian em học trường Đại Học Bách Khoa Đại Học Đà Nẵng giúp đỡ bảo tận tình thầy cô giáo, em tiếp thu phần kiến thức mà thầy cô truyền thụ Trước trường chúng em cần phải trải qua đợt tìm hiểu thực tế kiểm tra khả nắm bắt, sáng tạo sinh viên Do thực tập tốt nghiệp làm đồ án tốt nghiệp công việc cần thiết Nhiệm vụ em thiết kế máy cắt thép kiểu thủy lực thiết bị có tính định tồn dây chuyền sản xuất Tuy nhiên kiến thức khả có hạn nên em khơng tránh khỏi thiếu sót, em kính mong thầy thơng cảm bảo cho em nhiều Em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến thầy cô giáo, đặc biệt thầy giáo TS Nguyễn Phạm Thế Nhân tận tình bảo cho em để hồn thành tốt đồ án tốt nghiệp SVTH: Nguyễn Thế Ngà GVHD: TS Nguyễn Phạm Thế Nhân Trang Đề tài: Thiết Kế Máy Cắt Thép Tấm Bằng Thủy Lực CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 1.1 TỔNG QUAN VỀ NHU CẦU SỬ DỤNG THÉP TẤM TRONG CÔNG NGHIỆP Ngày nhu cầu đời sống người nâng cao kinh tế cần phải kịp thời đáp ứng đầy đủ nhu cầu Trong ngành cơng nghiệp, mà đặc biệt cơng nghiệp khí nắm vai trò chủ yếu việc tạo sản phẩm Ở khía cạnh khác, ngành cơng nghiệp tạo phơi lại đóng vai trị chủ chốt, khâu quy trình sản xuất khí Hơn nữa, số phương pháp tạo phơi cán, kéo, cắt kim loại thiếu góp phần tạo sản phẩm, vật dụng cho ngành công nghiệp khác như: Công nghiệp hàng không, cơng nghiệp điện, cơng nghiệp ơtơ, đóng tàu thuyền, xây dựng, nông nghiệp Thép sử dụng nhiều nghành công nghiệp kể Thép tạo thành từ trình cán kim loại, kim loại bị biến dạng trục cán quay ngược chiều nhau, có khe hở trục cán nhỏ chiều dày phôi ban đầu Kết làm chiều dày phôi giảm, chiều dài chiều rộng tăng lên, tạo thành dạng hay ta gọi thép Cán thép tiến hành trạng thái nóng trạng thái nguội, loại có ưu điểm nhược điểm khác Cán trạng thái nóng cho ta sản phẩm có độ dày từ 1,5mm đến 60mm, cịn trạng thái nguội cho sản phẩm mỏng cực mỏng độ dày từ 0,007mm đến 1,25mm Các sản phẩm thép phân loại theo độ dày thép: + Thép mỏng: Chiều dày: S = 0,2  3,75 mm Chiều rộng: b = 600  2.200 mm +Thép dày : S =  60 mm; b = 600  5.000 mm L = 4.000  12.000 mm + Thép dải : S = 0,2  mm; b = 200  1.500 mm L = 4.000  60.000 mm Từ phân loại ta có dạng phơi thép khác như: dạng phôi hay dạng phôi cuộn, phơi dải Hình dạng kích thước phơi tạo q trình cán tiêu chuẩn hố, việc sử dụng thép để tạo sản phẩm như: thùng, sàn xe ôtô, khung, sườn xe máy, thiết bị nghành điện, kết câu nghành xây dựng cầu, nhà cửa, sử dụng nghành khí chế tạo, nghành tàu thuyền phải qua quá trình cắt thép kích thước hình dạng khác phù hợp với yêu cầu nghành, công việc cụ thể: - Trong nghành điện: Thép dùng để tạo sản phẩm thép stato máy bơm nước hay quạt điện, thép dùng làm cánh quạt SVTH: Nguyễn Thế Ngà GVHD: TS Nguyễn Phạm Thế Nhân Trang Đề tài: Thiết Kế Máy Cắt Thép Tấm Bằng Thủy Lực cỡ lớn, thép mỏng dùng làm thép để ghép lại chấn lưu đèn ống, máy biến thế, lĩnh vực điện chiếu sáng dùng làm cột điện đường Các thép Tủ điện Vỏ máy biến Hình 1.1 Sản phẩm thép nghành điện - Trong xây dựng: thép hình cỡ lớn dầm cầu tạo thành từ thép dày cắt nhỏ, hay thép dùng để liên kết với mối hàn, bulông đinh tán để tạo nên kết cấu thép bền vững Rỏ rang thép sử dụng làm lợp… SVTH: Nguyễn Thế Ngà GVHD: TS Nguyễn Phạm Thế Nhân Trang Đề Tài: Thiết Kế Máy Cắt Thép Tấm Bằng Thủy Lực Hình 1.2 Sản phẩm thép xây dựng - Trong nghành khí: Thép sử dụng thân máy máy cắt kim loại, vỏ hộp giảm tốc kết cấu hàn, khung, sườn xe, máy, Đường ống thủy điện Vỏ máy ép bemco Hình 1.3 Sản phẩm thép khí - Trong nghành khí ơtơ: Việc sử dụng thép khơng thể thiếu Nó sử dụng làm khung, sườn, gầm ơtơ, lót sàn ơtơ, che kín thùng xe, phận che chắn khác - Trong chế biến thực phẩm: Thép sử dụng rộng rãi khơng kém, dùng để chế tạo thùng chứa, bể chứa, Hình 1.4 Vỏ ơtơ làm từ thép hộp đóng gói, Trong nghành nghề khác: Thép dùng để chế tạo thùng đồ dùng dân dụng phục vụ đời sống hay nghành hàng không thép dùng để che chắn, làm cửa máy bay, nắp đậy thân máy bay, tên lửa, Với nhu cầu sử dụng thép rộng lớn vậy, cần thiết phải có máy cắt thép với suất cao, với độ xác cao, điều khiển tự động bán tự động đủ khả để đáp ứng nhu cầu ngày cao cơng nghiệp nói riêng kinh tế nói chung, góp phần vào nghiệp cơng nghiệp hố đại hóa đất nước SVTH: Nguyễn Thế Ngà GVHD: TS Nguyễn Phạm Thế Nhân Trang Đề Tài: Thiết Kế Máy Cắt Thép Tấm Bằng Thủy Lực 1.2 CƠ SỞ LÝ THUYẾT VỀ CẮT KIM LOẠI Cắt kim loại phương pháp gia công áp lực cách dùng ngoại lực tác dụng lên kim loại trạng thái nóng nguội, làm cho kim loại đạt giới hạn đàn hồi, kết làm thay đổi hình dạng vật thể kim loại mà khơng phá huỷ tính liên tục độ bền chúng Cắt kim loại chia phôi thành tấm, dải, mảnh theo biên dạng định sẵn Quá trình cắt xảy từ biến dạng đàn hồi có lực tác dụng, sau biến dạng dẻo với tăng lực tác dụng vết nứt xuất gặp theo hướng cắt tách rời phôi 1.2.1 LÝ THUYẾT BIẾN DẠNG DẺO KIM LOẠI Dưới tác dụng ngoại lực, kim loại biến dạng theo giai đoạn sau: Biến dạng đàn hồi, biến đạng dẻo phá huỷ Tuỳ theo cấu trúc tinh thể kim loại, giai đoạn xảy mức độ khác tác dụng ngoại lực tải trọng Biểu đồ biến dạng thí nghiệm kéo đứt kim loại sau: P Taíi P â Pâh âh â Âäü biãún dảng Hình 1.5 Biểu đồ quan hệ lực kéo P độ biến dạng dài tuyệt đối l Khi tải trọng tác dụng nhỏ Pđh độ biến dạng tăng theo đường bậc nhất, giai đoạn biến dạng đàn hồi: Biến dạng bị ta bỏ tải trọng tác dụng Khi tải trọng tăng từ Pđh → Pđ độ biến dạng tăng với tốc độ nhanh, giai đoạn biến dạng dẻo, kim loại bị biến đổi hình dạng kích thước sau bỏ tải trọng tác dụng lên Khi tải trọng đạt đến giá trị lớn Pđ kim loại bắt đầu xuất vết nứt, ứng suất tăng nhanh kích thước vết nứt tăng lên, cuối kim loại bị phá huỷ Đó giai đoạn phá huỷ: Tinh thể kim loại bị đứt rời SVTH: Nguyễn Thế Ngà GVHD: TS Nguyễn Phạm Thế Nhân Trang Đề Tài: Thiết Kế Máy Cắt Thép Tấm Bằng Thủy Lực Khâu giảm: T6 = 40 Theo bảng 9.1 [17] ta Kích thước Giá trị i 40 1,56 41 1,56 có: T 0,6.10 atb = n = = 181 , 56  ii i =1 Theo bảng 4.1 [17] ta chọn a = 160  cấp xác 12 Tra theo bảng Phụ lục I [17] ta có dung sai kích thước sau: Khâu tăng: K = 41+0,25 Chừa lại khâu T6 khâu giảm nên: m esk =  EI i − i =1 n −1  es m eik =  ES i − i =1 − EI i i = m +1 n −1  ei − ES i i = m +1 =0−0−0 =0   = 0,25 − − 0,6 = −0,35 Vậy T6 = 40-0,35 c Bản vẽ chế tạo trục: C-C 5-0.043 ( ) 3+0.2 R1 0.03 AA A R1,5 C 0.025 AA 2.5 R1 R3 A R1,5 1.25 0.63 1,5x45 bên C 22+0.015 +0.002 20 1.25 0.63 +0.084 19-0.6 40-0.35 24 22+0.015 +0.002 20+0.015 +0.002 18+0.012 +0.001 15+0.012 +0.001 16 45-0.295 52+0.59 +0.436 88 +0.538 107 Hình 3.27 Bản vẽ chế tạo trục vào 3.4 TÍNH TỐN BỘ PHẬN ĐỠ SẢN PHẨM Bộ phận đỡ sản phẩm phận cuối máy, có nhiệm vụ nhận sản phẩm để đưa đến phận bốc xếp, đóng gói sản phẩm đưa sang khâu sản xuất khác Thông thường phận hệ thống băng tải dẫn động riêng liên tục từ máy bắt đầu hoạt động 3.4.1 Sơ đồ nguyên lý, nguyên lý hoạt động phận đỡ sản phẩm * Sơ đồ nguyên lý: SVTH: Nguyễn Thế Ngà GVHD: TS Nguyễn Phạm Thế Nhân Trang 86 Đề Tài: Thiết Kế Máy Cắt Thép Tấm Bằng Thủy Lực vd L vsp n2 n2 Hình 3.28 Sơ đồ nguyên lý phận đỡ sản phẩm Động Hộp gảm tổc Trục tang n2 Băng tải Sản phẩm * Lực kéo tang dẫn động Fk tối thiểu phải Wo Fk = 2855 N 3.4.2 Chọn động tính tốn hộp giảm tốc * Cơng suất động cơ: N = Fk Vsp/1000.η = 2855.0,15/1000.0,8 = 0,54 (KW) Chọn động khơng đồng bộ, che kín, có quạt gió AOC2-12-6 có Nđc = 0,6 KW, n = 880 v/p Chọn đường kính tang D = 500 (mm) Vậy vận tốc vòng tang dẫn: 60.1000 V 60 1000 0,15  5,73 (v/p) Ntg = == 3,14 500  D Vậy tỷ số truyền chung hộp giảm tốc là: ich = 880  153 ,58 5,73 Với tỷ số truyền tương đối lớn ta lại sử dụng hộp giảm tốc bánh hành tinh thiết kế SVTH: Nguyễn Thế Ngà GVHD: TS Nguyễn Phạm Thế Nhân Trang 87 Đề Tài: Thiết Kế Máy Cắt Thép Tấm Bằng Thủy Lực CHƯƠNG 4: THUYẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN PLC 4.1.CƠ SỞ LÝ THUYẾT ĐIỀU KHIỂN BẰNG PLC 4.1.1 GIỚI THIỆU VỀ ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG BẰNG PLC Ngày với phát triển vượt bậc khoa học kỹ thuật đem lại lợi ích to lớn cho người Việc khí hố, tự động hố sản xuất giúp người giải phóng sức lao động, tăng xuất chất lượng sản phẩm Trong ngành sản xuất nói chung khí nói riêng điều khiển tự động PLC sử dụng rộng rãi hiệu nhờ tính bậc nó: - Điều khiển xác, ổn định - Bộ điều khiển nhỏ gọn, dễ sử dụng - Giá thành không cao - Thay đổi chương trình diều khiển cách dễ dàng 4.1.1.1 Bộ điều khiển PLC 4.1.1.1.1 Sơ đồ khối điều khiển PLC Thiết bị lập trình Bộ nhớ T/h vào T/h PLC Giao diện nhập Bộ xử lý trung tâm Giao diện xuất Chương trình Bộ nguồn Hình 4.1 Sơ đồ khối điều khiển PLC a Bộ xử lý trung tâm - Chức năng: Điều khiển, tính tốn quản lý tồn hoạt động PLC Trong 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 lưu thông tin đến việc thực thi chương trình b Bộ nhớ : Bao gồm: - Bộ nhớ đọc : ROM - Bộ nhớ truy cập ngẫu nhiên RAM : Dành cho người sử dụng - Bộ nhớ truy cập ngẫu nhiên RAM :Lưu trữ thông tin thiết bị xuất nhập, chuẩn đến kiện lưu trữ địa vào - Bộ nhớ đọc xố - lập trình lại EFROM c Giao diện xuất nhập Làm tương thích điện áp dịng vào thiết bị với PLC SVTH: Nguyễn Thế Ngà GVHD: TS Nguyễn Phạm Thế Nhân Trang 88 Đề Tài: Thiết Kế Máy Cắt Thép Tấm Bằng Thủy Lực 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 chương trình nhập chương trình vào nhớ Có thể bàn phím tay lập trình máy tính Ngồi cịn có đường dẫn để truyền tín hiệu gọi bit (các dây dẫn mạch dẫn), bao gồm: + Bit liệu: Dùng để tải liệu chương 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 4.1.1.1.2 Lập trình thiết bị logic chuẩn Bao gồm việc lập trình cho thiết bị chuẩn sau: - Rơle - Thanh ghi - 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 M101 Y000 M100 X004 M101 M100 b Lập trình ghi :D Việc lập trình sử dụng ghi quan trọng xử lý số liệu nhập từ vào Các số liệu đọc - ghi xử lý để xuất đến cổng c Lập trình đếm :C Dùng để đếm kiện Việc lập trình đếm cài đặt theo giá trị cho trước Khi nhận số xung tín hiệu vào đếm vận hành thiết bị tương ứng d Lập trình định thời : T Dùng để định thời gian cho xự kiện Độ phân giải 1ms, 10ms, 100ms SVTH: Nguyễn Thế Ngà GVHD: TS Nguyễn Phạm Thế Nhân Trang 89 Đề Tài: Thiết Kế Máy Cắt Thép Tấm Bằng Thủy Lực 4.1.1.1.3 Nội dung chương trình điều khiển Nội dung bao gồm: - Chương trình điều khiển chế độ hoạt động - Lập trình theo trình tự hay logic tổ hợp - Chương trình để kích cổng vào - Chương trình thị, báo S- Kết thúc a Dạng chương trình điều khiển Thường viết dạng: + Dạng câu lệnh + Dạng Ledder (Dạng bậc thang) Ví dụ : Lệnh điều khiển dạng Ledder Kí hiệu: Ví dụ: T/đ thường đóng Thiết bị nhập Cäøng vo T/đ thường mở X001 Thiết bị xuất X004 Y000 X003 X004 Y001 Y002 Thiết bị đặc biệt X005 END Kết thúc END b Các lệnh LD : Dùng để vẽ công tắc logic thường mở LDI: Dùng để vẽ cơng tắc logic thường đóng OUT: Đặt rơle logic cuối dịng chương trình AND: Đặt cơng tắc logic thường mở vào sau công tắc logic thường mở khác (nối tiếp) OR: Đặt công tắc logic thường mở song song ANI: Đặt công tắc thường đóng nối tiếp ORI: Đặt cơng tắc thường đóng song song 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 SVTH: Nguyễn Thế Ngà GVHD: TS Nguyễn Phạm Thế Nhân Trang 90 Đề Tài: Thiết Kế Máy Cắt Thép Tấm Bằng Thủy Lực CALL: Khi có đoạn chương trình lặp lại nhiều lần dùng chương trình (lệnh gọi chương trình con) CMP: So sánh giá trị nhập vào đếm, định thời với giá trị lưu ghi 4.2 PHÂN TÍCH VÀ CHỌN PHƯƠNG ÁN ĐIỀU KHIỂN Một phương án tối ưu phương án mà xét phương diện kỹ thuật đảm bảo 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 4.2.1 Dùng cơng tắc hành trình * Sơ đồ: Như hình vẽ sau: Mép cắt vph L Hình 4.2 Sơ đồ đo dùng cơng tắc hành trình Cơng tắc hành trình Thước đo Vít hãm Phôi * Hoạt động: Phôi (4) phận cấp phôi đưa vào với vận tốc Vph chạm công tắc hành trình (1) ngắt điện động cấp phơi, phơi ngừng chuyển động, đồng thời tín hiệu đưa từ công tắc (1) qua điều khiển tác động làm đầu dao xuống, thực q trình cắt Cơng tắc (1) gắn thước đo (2) chuyển động dọc theo thân thước Ta cắt với cách L khác cách di chuyển công tắc (1) theo thân thước cố định vị trí mong muốn vít hãm (3) * Ưu, nhược điểm: - Ưu: + Chỉ dùng cơng tắc hành trình, tốn + Đơn giản cho phận điều khiển cho chương trình điều khiển - Nhược: Với khoảng cách L khác sản phẩm, ta phải điều chỉnh (dịch chuyển) cơng tác hành trình cách thủ công SVTH: Nguyễn Thế Ngà GVHD: TS Nguyễn Phạm Thế Nhân Trang 91 Đề Tài: Thiết Kế Máy Cắt Thép Tấm Bằng Thủy Lực 4.2.2 Dùng nhiều công tắc hành trình * Sơ đồ: Tín hiệu u (V) -F Nguồn vph L Bộ điều khiển PLC Phôi h Các cơng tắc hành trình L1 L3 L4 L5 Hình 4.3 Sơ đồ đo dùng nhiều cơng tắc hành trình * Hoạt động: Cũng dùng cơng tắc hành trình lần ta đặt nhiều cơng tắc nối tiếp nhau, cách mũi dao khoảng L1, L2, L3, (là khoảng cách mà ta cầncắt) Giả sử ta cần cắt đoạn L2, từ điều khiển ta cho cơng tắc vào vị trí làm việc Bây việc lại tương tự dùng cơng tắc hành trình Sau cắt đủ số lượng cần cắt, theo chương trình ta đưa cơng tắc trở vị trí cũ, đưa cơng tắc vào vị trí làm việc (giả sử ta cần cắt với độ dài L3), tương tự cho công tắc khác - Ưu: + Không cần phải điều chỉnh thủ công thay đổi chiều dài cần cắt + Chương trình điều khiển khơng bị gián đoạn - Nhược: Bộ phận điều khiển cồng kềnh (phải thêm phận điều khiển công tắc) 4.2.3 Sử dụng cảm biến hồng ngoại * Sơ đồ: Chm tia häưng ngoaûi L vph -F u (V) PLC Hình 4.4 Sơ đồ đo dùng cảm biến hồng ngoại SVTH: Nguyễn Thế Ngà GVHD: TS Nguyễn Phạm Thế Nhân Trang 92 Đề Tài: Thiết Kế Máy Cắt Thép Tấm Bằng Thủy Lực Cảm biến phát Cảm biến thu (cảm biến nhận) Thước đo Bộ điều khiển Phôi * Hoạt động: Hoạt động tương tự trường 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 ánh sáng Điều chuyển thành tín hiệu truyền PLC để điều khiển động Để cắt độ dài khác ta dịch chuyển cảm biến theo thân thước cố định (2) 4.2.4 Dùng cảm biến đo độ dài * Sơ đồ: d L -F U (V) PLC Hình 4.5 Sơ đồ đo dùng cảm biến đo dộ dài Bánh ma sát Cảm biến độ dài Bộ điều khiển Phôi * Hoạt động: Bề mặt bánh ma sát (1) cảm biến ép tiếp xúc với bề mặt phôi (4) lăn không trượt bề mặt phôi chuyển động vào Cảm biến độ dài (2) có nhiệm vụ đo độ dài phơi vào thơng qua số vịng quay góc quay bánh ma sát, chuyển thành tín hiệu điện truyền điều khiển Ở PLC lập trình sẵn tuỳ theo độ dài cần cắt mà điều khiển chu trình hoạt động 4.2.5 Kết luận Qua phân tích phương án đề trên, ta chọn phương án sử dụng cảm biến đo độ dài ưu điểm sau: - Điều khiển xác độ dài cần cắt - Tránh va chạm dẫn đến hư hỏng thiết bị trường hợp dùng công tắc hành trình (bằng cách khơng đặt trực tiếp bánh ma sát lên phôi mà cho bánh ma sát tiếp xúc thông qua truyền giản đơn nối từ hộp giảm tốc, có vận tốc dài vận tốc phơi) SVTH: Nguyễn Thế Ngà GVHD: TS Nguyễn Phạm Thế Nhân Trang 93 Đề Tài: Thiết Kế Máy Cắt Thép Tấm Bằng Thủy Lực * Sơ đồ bố trí thiết bị phần điều khiển sau: vd H vph L T/h vo u (V) Ngưn PLC T/h (âiãưu khiãøn Â/C) Hình 4.6 Sơ đồ bố trí thiết bị phần điều khiển Bánh ma sát Cảm biến độ dài 3, 3' Các cơng tắc hành trình Bộ đ/k PLC Phôi * Hoạt động: Phôi (5) phận cấp phôi đẩy vào với vận tốc Vph, làm quay bánh ma sát (1), cảm biến độ dài (2) đếm số vòng quay vận tốc (tuỳ theo loại cảm biến) (1) để tính độ dài phơi qua Khi đếm đủ độ dài cần cắt (độ dài ta lập trình sẵn) xuất tín hiệu điều khiển Theo chương trình viết sẵn, điều khiển xuất tín hiệu ngắt điện động cấp phôi, khởi động phanh điện từ để hãm động cơ, đồng thời điều khiển đầu dao xuống thực trình cắt Ở cuối hành trình dao chạm cơng tắc hành trình (3) dừng Tín hiệu truyền từ cơng tắc (3) làm PLC xuất tín hiệu điều khiển đầu dao lên lại chạm cơng tắc (3') dừng Lúc PLC lại bắt đầu cho động phận cấp phôi hoạt động đẩy phôi vào Chu trình tiếp tục cắt đủ số lượng sản phẩm (hoặc thay đổi chiều dài sản phẩm) SVTH: Nguyễn Thế Ngà GVHD: TS Nguyễn Phạm Thế Nhân Trang 94 Đề Tài: Thiết Kế Máy Cắt Thép Tấm Bằng Thủy Lực 4.3 CHƯƠNG TRÌNH ĐIỀU KHIỂN PLC 4.3.1 Sơ đồ nguyên lý A+ Q2.4 A P B T AQ2.5 1.0 10 Q2.2 1.1 1.2 vp 11 Q2.0 12 Hình 4.7 Sơ đồ nguyên lý chương trình điều khiển PLC 4.3.2 Biểu đồ trạng thái Xilanh ÂI VÃÖ (A+) 5=1 1.1 1.0 Van p/phäúi (A-) CTHT 1.0 CTHT 1.1  ÂC N N Phanh  C/biãún 1.2 K/â S  N Hình 4.8 Biểu đồ trạng thái SVTH: Nguyễn Thế Ngà GVHD: TS Nguyễn Phạm Thế Nhân Trang 95 Đề Tài: Thiết Kế Máy Cắt Thép Tấm Bằng Thủy Lực 4.3.3 Chương trình điều khiển CO I0.0 CU I0.2 (100) F0.1 CV I0.3 R I0.0 F0.2 I0.1 F0.1 F0.3 Q2.0 Q2.1 F0.1 Q2.2 F0.2 I0.2 F0.2 F0.2 I0.1 F0.2 Q2.3 F0.2 C1 I0.0 CU (100) I0.2 F0.3 CV R F0.3 I0.4 I0.4 Q2.4 F0.3 END Hình 4.9 Chương trình điều khiển PLC SVTH: Nguyễn Thế Ngà GVHD: TS Nguyễn Phạm Thế Nhân Trang 96 Đề Tài: Thiết Kế Máy Cắt Thép Tấm Bằng Thủy Lực CHƯƠNG AN TOÀN VÀ VẬN HÀNH MÁY Tuổi thọ hiệu sử dụng máy phụ thuộc nhiều vào phương pháp sử dụng bảo quản máy Nếu tổ chức sử dụng bảo quản cách hợp lý, máy làm việc thời gian dài, từ 10 15 năm, có đến 20 năm Do đó, sử dụng bảo quản máy, ngồi tính chất kỹ thuật, cịn có ý nghĩa kinh tế Để cho máy cắt làm việc an tồn hiệu địi hỏi cơng nhân vận hành máy phải nghiên cứu kỹ máy qua dẫn vận hành máy, nghĩa là: - Biết điều khiển chức máy cách thành thạo - Nắm kiến thức vật liệu cắt 5.1 TRƯỚC KHI LÀM VIỆC Trước làm việc người công nhân vận hành máy phải kiểm tra toàn máy, tức kiểm tra phận truyền động, có làm việc an tồn hay khơng - Kiểm tra thiết bị điều khiển, nắp đậy che chắn đặc biệt vấn đề bôi trơn phận ổ đỡ, rãnh trượt - Kiểm tra hệ thống bơm dầu thuỷ lực (động cơ, dây dẫn, đồng hồ đo áp, van ) - Kiểm tra dao cắt không mẽ, vỡ - Ấn nút khởi động động cơ, cho cho máy chạy thử chưa có phơi cắt vài hành trình, kiểm tra lại dao hệ thống thuỷ lực an toàn hay chưa Khi đảm bảo yêu cầu vận hành máy 5.2 TRONG KHI LÀM VIỆC Quá trình làm việc người công nhân đứng máy phải mang bảo hộ lao động quy đinh, phải đặt phôi vào vị trí bàn cấp phơi, phải ý vật liệu cắt quy định cho phép đưa vào cắt Ở vị trí làm việc phải gọn gàng tạo điều kiện cho việc thao tác tay với sản phẩm dễ dàng nhanh chóng an tồn Khi phát có cố phải cho dừng máy, ngăt cầu dao máy báo với người có trách nhiệm 5.3 SAU KHI LÀM VIỆC Tuổi thọ máy kéo dài thêm hỏng hóc loại trừ nhờ vào việc bảo dưỡng thường xuyên lúc SVTH: Nguyễn Thế Ngà GVHD: TS Nguyễn Phạm Thế Nhân Trang 97 Đề Tài: Thiết Kế Máy Cắt Thép Tấm Bằng Thủy Lực Nghỉ làm việc phải ngắt cầu dao điện an toàn Sau làm việc, phải thu gọn phôi sản phẩm cắt vào nơi quy định, lau chùi dao dầu mỡ bề mặt trượt Phải có chu kỳ bảo dưỡng hợp lý : xem xét- tiểu tu- trung tu- đại tu Đặt biệt ngừng máy để sửa chữa phải treo biển báo SVTH: Nguyễn Thế Ngà GVHD: TS Nguyễn Phạm Thế Nhân Trang 98 Đề Tài: Thiết Kế Máy Cắt Thép Tấm Bằng Thủy Lực KẾT LUẬN Khi giao nhiệm vụ làm đề tài tốt nghiệp với công việc :”THIẾT KẾ MÁY CẮT THÉP TẤM KIỂU THỦY LỰC” Hơn tháng tìm tịi tài liệu, quan sát thực tế máy cắt thép kiểu thủy lực đơn vị sản xuất với giúp đỡ thầy giáo NGUYỄN PHẠM THẾ NHÂN, thầy trường giúp em hồn thành nhiệm vụ Máy cắt thép kiểu thủy lực loại máy có tính kinh tế cao nhu cầu sử dụng phôi thép ngày rộng rãi phổ biến Nên việc thiết kế chế tạo máy thay máy nhập ngoại việc làm cần thiết giúp giảm giá thành phôi thép,nâng cao suất sản xuất đồng thời cải thiện giá thành sản phẩm ( phôi thép ) cho người tiêu dùng Tuy cơng việc thời gian có hạn, hiểu biết chưa cao nên công việc thiết kế chúng em có nhiều sai sót, mong Thầy bạn góp ý nhằm sửa chửa hồn thiện tốt Sau em xin chân thành cám ơn thầy , thầy cô dẫn giúp em hồn thành cơng việc SVTH: Nguyễn Thế Ngà GVHD: TS Nguyễn Phạm Thế Nhân Trang 99 Đề Tài: Thiết Kế Máy Cắt Thép Tấm Bằng Thủy Lực Tài liệu tham khảo [1] Cơng nghệ tạo phơi (Lưu Đức Hồ) [2] Vật liệu học [3] Công nghệ Laser [4] Thiết kế chế tạo máy cán thép thiết bị nhà máy cán thép(Đỗ Hữu Nhơn) [5] Hệ thống điều khiển thuỷ lực (Nguyễn Ngọc Phương - Huỳnh Nguyễn Hoàng) [6] Truyền động dầu ép máy cắt kim loại (Nguyễn Ngọc Cẩn) [7] Nguyên lý cắt [8] Chi tiết máy tập [9] Chi tiết máy tập [10] Thiết kế chi tiết máy (Nguyễn Trọng Hiệp-Nguyễn Văn Lẫm) [11] Thiết kế hệ thống dẫn động khí tập 1, tập [12] Sức bền vật liệu tập [13] Nguyên lý máy [14] Vẽ kĩ thuật khí Tập [15] Vẽ kĩ thuật khí Tập [16] Sổ tay thiết kế máy chi tiết máy [17] Dung sai lắp ghép (Ninh Đức Tốn - NXBGD) [18] Thiết kế đồ án công nghệ chế tạo máy (Nguyễn Đắc Lộc – Lưu Văn Nhang) [19] Sổ tay công nghệ chế tạo máy tập [20] Sổ tay công nghệ chế tạo máy tập [21] Sổ tay công nghệ chế tạo máy tập SVTH: Nguyễn Thế Ngà GVHD: TS Nguyễn Phạm Thế Nhân Trang 100 ... phương án thiết kế máy cắt thép điều khiển thủy lực Chương 1: Tổng quan Chương 2: Thiết kế động học máy Chương 3: Tính tốn động lực học kết cấu máy Chương 4: Thiết kế hệ thống điều khiển sử dụng... 22 Đề Tài: Thiết Kế Máy Cắt Thép Tấm Bằng Thủy Lực Khi cắt dao tiếp xúc dần với vật cắt từ trái sang phải, lực cắt thực khơng đồng thời tồn chiều rộng cắt B Do lực cắt giảm nên cắt thép dày 60... 1/30 h Có loại máy cắt thép áp lực lưỡi cắt máy cắt dao thẳng song song, máy cắt dao nghiêng, máy cắt dao đĩa, Phương pháp cắt thép áp lực lưỡi cắt có ưu điểm : có suất cao, tạo lực cắt phương pháp