Thiết kế và chế tạo mô hình máy uốn móc áo tự động

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHOA CƠ KHÍ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO MƠ HÌNH MÁY UỐN MĨC ÁO TỰ ĐỘNG Người hướng dẫn: PGS.TS TRẦN XUÂN TÙY Sinh viên thực hiện: LÊ BÁ BÌNH NGUYỄN MẠNH HẬU Số thẻ sinh viên : 101120278 101120290 Lớp: 12CDT1 Đà Nẵng, 2017 Thiết kế chế tạo mơ hình máy uốn móc áo tự động MỞ ĐẦU Mục đích thực đề tài Sử dụng tất kiến thức biết, học trường kiến thức thân tự tích lũy được, áp dụng vào thực tế thực chế tạo sản phẩm đồ án tốt nghiệp Hơn nữa, nhóm muốn thực sản phẩm thực tế với đời sống xã hội, sản phẩm có ích, phục vụ cho đời sống c on người Nhóm định “Thiết kế chế tạo mơ hình máy uốn móc áo tự động” Mục tiêu đề tài Chế tạo thành công máy, đưa vào thử nghiệm, sản xuất sản phẩm mong muốn Từ đó, phát triển tối ưu hóa thiết kế để đưa vào sản suất thực tế, đưa vào sử dùng hộ gia đình Tìm hiểu kết hợp với loại máy khác để tạo sản phẩm đa dạng thực tế Phạm vi đối tượng nghiên cứu − Phạm vi: kiến thức từ thực tế, sách internet − Đối tượng nghiên cứu: + + + + Các sản phẩm tương tự ngồi thực tế Phần mềm lập trình điều khiển Các chi tiết khí Phương pháp tính tốn chế tạo chi tiết Phương pháp nghiên cứu Tìm hiểu cấu tạo, nguyên lý hoạt động sản phẩm tương tự thiết kế Sau đó, tham khảo ưu điểm, cải tiến nhược điểm sản phẩm để áp dụng chế tạo sản phẩm tối ưu Cấu trúc đồ án tốt nghiệm Đồ án tốt nghiệp gộp phần: − Mơ hình máy uốn móc áo tự động − Các vẽ thiết kế − Thuyết minh tính tốn Sinh viên thực hiện: Lê Bá Bình_Nguyễn Mạnh Hậu Hướng dẫn: PGS.TS Trần Xuân Tùy Thiết kế chế tạo mơ hình máy uốn móc áo tự động Chương 1: GIỚI THIỆU TỔNG QUAN 1.1 Lịch sử hình thành máy uốn Từ xưa người biết sử dụng vật thể tròn xoay đá gỗ để nghiền bột làm bánh, nghiền mía làm đường, ép loại dầu lạc, hướng dương Những yật thể tròn xoay dần thay nhôm, thép, đồng thau từ việc cán tay thay trục cán để dễ dàng tháo lắp máy có gá trục cán, từ máy cán đời, qua thời gian phát triển ngày hồn thiện dần ví dụ ban đầu trục cán dẫn động sức người, sản xuất địi hỏi xuất cao máy ngày to người khơng thể dẫn động trục cán ta lại dẫn động sức trâu, bị, ngựa Vì ngày người ta dùng công xuất động mã lực (sức ngựa) Năm 1771 máy nước đời lúc máy cán nói chung chuyển sang dùng động nước Năm 1864 máy cán trục đời sản phẩm cán, uốn phong phú hon trước có thép tấm, thép hình, đồng tấm, đồng dây Do kỹ thuật ngày phát triển, nhu cầu vật liệu thép phục vụ cho cơng nghiệp đóng tàu, chế tạo xe lửa, ngành công nghiệp nhẹ mà máy cán trục đời vào năm 1870 Sau máy cán trục, 12 trục, 20 trục dựa nguyên lý máy cán máy uốn đời loại máy có máy uốn ống Từ điện đời máy cán dẫn động động điện, đến có máy cán có cơng suất động điện lên đến 7800 (KW) Hình 1.1: Sản phẩm máy uốn Trên thị trường có nhiều loại máy làm móc áo với nhiều chủng loại, kích thước, cấu hoạt động khác nhau, có máy hoạt động theo có cấu Cam, có máy hoạt động theo dây chuyền, có máy hoạt động uốn cấu khí nén, thủy lực, Sinh viên thực hiện: Lê Bá Bình_Nguyễn Mạnh Hậu Hướng dẫn: PGS.TS Trần Xuân Tùy Thiết kế chế tạo mơ hình máy uốn móc áo tự động Hình 1.2: Máy uốn móc áo quần có thị trường 1.2 Nhu cầu sử dụng sản phẩm uốn 1.2.1 Đặt vấn đề Trong sống sản phẩm nhơm uốn ứng dụng rộng rãi sinh hoạt lẫn công nghiệp đặc biệt cơng nghiệp sản phẩm ống uốn giữ vai trị quan trọng dùng làm để dẫn nhiên liệu khí lẫn lỏng, có đường ống dẫn nhiên liệu xuyên quốc gia Trong sinh hoạt sản phẩm ống uốn ứng dụng rộng rãi ví dụ làm lan can, bàn ghế, dùng làm đường ống dẫn nước phục vụ sinh hoạt.cịn dời sống ngày móc áo nhơm thứ mà ta thường thấy cùa sãn phẩm nhôm uốn 1.2.2 Giới thiệu sản phẩm móc áo quần Hiện móc áo sản phẩm thơng dụng cần thiết đời sống sinh ho ạt người, xuất gia đình, quốc gia Móc áo sử dụng để giữ áo quần vật dụng có dạng mỏng để phơi sau làm nước Móc áo nhiều loại với hình dáng, kích thước, vật liệu, cơng dụng khác nhau, vật liệu ta có móc gỗ, móc nhựa, móc kẽm, móc thép, móc inox, Hình 1.3: Móc áo quần phổ biến thị trường Sinh viên thực hiện: Lê Bá Bình_Nguyễn Mạnh Hậu Hướng dẫn: PGS.TS Trần Xuân Tùy Thiết kế chế tạo mơ hình máy uốn móc áo tự động 1.3 Cơ sở lý thuyết trình biến dạng kim loại 1.3.1 Lý thuyết trình biến dạng dẻo kim loại Như biết tác dụng ngoại lực, kim loại biến dạng theo giai đoạn: biến dạng đàn hồi, biến dạng dẻo biến dạng phá hủy Tùy theo cấu trúc tinh loại giai đoạn xảy với mức độ khác nhau: khảo sát chế biến dạng đơn tinh thể kim loại sở nghiên cứu biến dạng dẻo kim loại hợp kim Trong đơn tinh thể kim loại, nguyên tử xếp theo trật tự xác định, nguyên tử ln ln dao động xung quanh vị trí cân P P a) b) P P c) d) Hình 1.4: Sơ đồ biến dạng đơn tinh thể − Biến dạng đàn hồi: tác dụng ngoại lực, mạng tinh thể bị biến dạng Khi ứng suất sinh kim loại chưa vượt giới hạn đàn hồi nguyên tử kim loại dịch chuyển không vượt thông số mạng (b), tác dụng lực, mạng tinh thể trở trạng thái ban đầu − Biến dạng dẻo: ứng suất sinh kim loại vượt giới hạn đàn hồi, kim loại bị biếng dạng dẻo trượt song tinh Theo hình thức trượt, phần đơn tinh thể dịch chuyển song song với phần lại theo mặt phẳng định, mặt phẳng gọi mặt trượt (c) Trên mặt trượt, nguyên tử kim loại dịch chuyển tương khoảng số nguyên lần thông số mạng, sau dịch chuyển nguyên tử kim loại vị trí cân mới, sau tác dụng lực kim loại không trở trạng thái ban đầu Sinh viên thực hiện: Lê Bá Bình_Nguyễn Mạnh Hậu Hướng dẫn: PGS.TS Trần Xuân Tùy Thiết kế chế tạo mô hình máy uốn móc áo tự động Theo hình thức song tinh, phần tinh thể vừa trượt vừa quay đến vị trí đối xứng với phần cịn lại qua mặt phẳng gọi mặt song tinh (d) Các nguyên tử kim loại mặt di chuyển khoảng tỉ lệ với khoảng cách đến mặt song tinh Các nghiên cứu lý thuyết thực nghiệm cho thấy trượt hình thức chủ yếu gây biến dạng dẻo kim loại, mặt trượt mặt phẳng có mật độ nguyên tử cao Biến dạng dẻo song tinh gây bé, có song tinh trượt xảy thuận lợi Biến dạng dẻo đa tinh thể: kim loại hợp kim tập hơp nhiều đơn tinh thể (hạt tinh thể ), cấu trúc chung chúng gọi cấu trúc đa tinh thể Trong đa tinh thể biến dạng dẻo có dạng : biến dạng nội hạt biến dạng vùng tinh giới hạt Sự biến dạng nội hạt trượt song tinh Đầu tiên trượt xảy hạt có mặt trượt tạo với hướng ứng suất góc xấp xỉ 45°, sau đến hạt khác Như biến dạng dẻo kim loại đa tinh thể xảy không đồng thời không đồng Dưới tác dụng ngoại lực, biên giới hạt tinh thể bị biến dạng, hạt trượt quay tương Do trượt quay hạt, hạt lại xuất mặt trượt thuận lợi giúp cho biến dạng kim loại tiếp tục phát triển 1.3.2 Các yếu tố ảnh hưởng đến tính dẻo biến dạng kim loại a) Ảnh hưởng củathành phần tổ chức kim loại Các kim loại khác có kiểu mạng tinh thể lực liên kết nguyên tử khác chẳng hạn đồng, nhôm dẻo sắt Đối với hợp kim, kiểu mạng thường phức tạp, xô lệch mạng lớn, số nguyên tố tạo hạt cứng tổ chức cản trở biến dạng tính dẻo giảm Thơng thường kim loại hợp kim có cấu trúc nhiều pha tạp chất thường tập trung biên giới hạt làm tăng xô lệch mạng làm giảm tính dẻo kim loại b) Ảnh hưởng nhiệt độ Tính dẻo kim loại phụ thuộc lớn vào nhiệt độ, hầu hết kim loại tăng nhiệt độ tính dẻo tăng Khi nhiệt độ tăng dao động nhiệt nguyên tử tăng, đồng thời xô lệch mạng giảm, khả khuếch tán nguyên tử tang làm cho tổ chức đồng hon Một số kim loại hợp kim nhiệt độ thường tồn pha dẻo, nhiệt độ cao chuyển biến hình thành pha có độ dẻo cao Khi nung thép từ 20 100°c độ dẻo tăng chậm từ 100-^400°c độ dẻo giảm nhanh, độ giòn tang (đối với thép hợp kim độ dẻo giảm đến 600°C), nhiệt độ độ dẻo tăng nhanh, nhiệt độ rèn hàm lượng cacbon thép cao sức chống biến dạng lớn Sinh viên thực hiện: Lê Bá Bình_Nguyễn Mạnh Hậu Hướng dẫn: PGS.TS Trần Xuân Tùy Thiết kế chế tạo mơ hình máy uốn móc áo tự động c) Ảnh hưởng ứng suất dư Khi kim loại bị biến dạng nhiều, hạt tinh thể bị vỡ yụn, xô lệch mạng tăng, ứng suất dư lớn làm cho tính dẻo kim loại giảm mạnh (hiện tượng biến cứng) Khi nhiệt độ kim loại đạt từ 0,25 - 0,30 Tnc (nhiệt độ nóng chảy) ứng suất dư xơ lệch mạng giảm làm cho tính dẻo kim loại phục hồi trở lại (hiện tượng phục hồi) Nếu nhiệt độ nung đạt tới 0,4Tnc kim loại bắt đầu xuất trình kết tinh lại, tổ chức kim loại sau kết tinh lại có hạt đồng lớn hơn, mạng tinh thể hoàn thiện nên độ dẻo tăng d) Ảnh hưởng trạng thái ứng suất Trạng thái ứng suất ảnh hưởng đáng kể đến tính dẻo kim loại chịu ứng suất nén khối có tính dẻo cao khối chịu ứng suất nén mặt, nén đường chịu ứng suất nén kéo Ứng suất dư, ma sát làm thay đổi trạng thái ứng suất kim loại nên tính dẻo kim loại giảm e) Ảnh hưởng tốc độ biến dạng Sau rèn dập, kim loại bị biến dạng chịu tác dụng phía nên chai cứng hơn, sức chống lại biến dạng kim loại lớn hơn, đồng thời nhiệt độ nguội dần kết tinh lại cũ Nếu tốc độ biến dạng nhanh hon tốc độ kết tinh lại hạt kim loại bị chai chưa kịp trở lại trạng thái ban đầu mà lại tiếp tục biến dạng, ứng suất khối kim loại lớn, hạt kim loại bị dòn bị nứt Nếu lấy khối kim loại nung đến nhiệt độ định rèn máy búa máy ép, ta thấy tốc độ biến dạng máy búa lớn độ biến dạng tổng cộng máy ép lớn 1.3.3 Trạng thái ứng suất phương trình dẻo Giả sử vật thể hồn tồn khơng ứng suất tiếp vật thể có dạng ứng suất sau: Hình 1.5: Các dạng ứng suất Sinh viên thực hiện: Lê Bá Bình_Nguyễn Mạnh Hậu Hướng dẫn: PGS.TS Trần Xn Tùy Thiết kế chế tạo mơ hình máy uốn móc áo tự động Ứng suất đường:  max = 1 / (1.1) Ứng suất mặt:  max = ( −  ) / (1.2) Ứng suất khối:  max = ( max −  max ) (1.3) Nếu  =  =  1 = khơng có biến dạng Ứng suất để kim loại biến dạng dẻo biến dạng chảy  ch Điều kiện biến dạng dẻo : − Khi kim loại chịu áp suất đường: |  |=  ch tức  max =  ch / (1.4) − Khi kim loại chịu áp suất mặt: |  −  |=  ch (1.5) − Khi kim loại chịu áp suất khối: |  max −  |=  max (1.6) Các phương trình gọi phương trình dẻo Biến dạng dẻo bắt đầu biến dạng đàn hồi Thế biến dạng đàn hồi A = A0 + A1 (1.7) Trong đó: A0 : để thay đổi thể tích vật thể (trong biến dạng đàn hồi thể tích vật thể tăng lên, tỉ trọng giảm xuống) A1 : để thay đổi hình dáng yật thể Trạng thái ứng suất khối, biến dạng đàn hồi theo định luật Húc xác định: A = ( 11 +  2 +  3 ) / (1.8) Như biến dạng tương đối theo đinh luật Huc: 1 = [1 −  ( +  )] E (1.9) 2 = [ −  ( +  )] E (1.10) 3 = [ −  ( +  )] E (1.11) Theo (2.8) toàn biến dạng biểu thị: A= [ 12 +  22 +  32 −  ( 1 +  2 +  1 )] 2E Lượng tăng tương đối thể tích vật thể biến dạng đàn hồi tổng biến dạng hướng góc: Sinh viên thực hiện: Lê Bá Bình_Nguyễn Mạnh Hậu Hướng dẫn: PGS.TS Trần Xn Tùy Thiết kế chế tạo mơ hình máy uốn móc áo tự động F − 2 =1 +  +  = ( +  +  ) F E E: Modun đàn hồi vật liệu Thế để làm thay đổi thể tích vật thể: F ( +  +  ) A0 = F = − 2 ( +  +  ) 6E (1.12) (1.13) Thế để làm thay đổi hình dáng vật thể: 1+  Ah = A − A0 = [( −  ) + ( −  ) + ( −  ) )] (1.14) Vậy đơn vị để biến hình biến dạng đường là: 1+  A0 =  (1.15) 6E 6E Từ (2.14) (2.15), ta có: ( −  ) + ( −  ) + ( −  ) ) = 2 = const Đây gọi phương trình lượng biến dạng dẻo Khi kim loại biến dạng ngang không đáng kể nên theo (2.9) ta viết:  =  ( +  ) Khi biến dạng dẻo (khơng tính đến đàn hồi) thể tích vật khơng đổi Vậy: V = Từ (2.12) ta có: − 2 ( +  +  ) = E Từ đó: − 2 = →  = 0,5 (1.16) Từ (1.15) (1.16), ta có:  = 1 +  (1.17) Vậy phương trình dẻo viết: 1 −  =  = 0,58 (1.18) Trong trượt tinh  = − mặt nghiêng ứng suất pháp 0, ứng suất tiếp  = 45  max = 1 +  (1.19) So sánh (1.19) với (1.20)  = − :  max = 0 = k = 0,58 (1.20) Vậy ứng suất tiếp lớn là: k = 0,58 : gọi số dẻo Ở trạng thái ứng suất khối phương trình dẻo viết: Sinh viên thực hiện: Lê Bá Bình_Nguyễn Mạnh Hậu Hướng dẫn: PGS.TS Trần Xuân Tùy Thiết kế chế tạo mơ hình máy uốn móc áo tự động 1 −  = 2k = const → 2k =  = 1,156 Phương trình dẻo (1.18) quan trọng để giải tốn gia cơng kim loại áp lực Tính theo hướng áp suất, phương trình dẻo (1.18) xác viết: (1 ) − ( ) = 2k 1.3.4 Biến dạng dẻo kim loại trạng thái nguội Thực tế cho thấy với gia tăng mức độ biến dạng nguội tính dẻo kim loại giảm trở nên giịn khó biến dạng Hình vẽ trình bày đường cong mối quan hệ tính chất học thép mức độ biến dạng rỏ ràng biến dạng vượt 80% kim loại hết tính dẻo Hình 1.6: Mối quan hệ tính chất học mức độ biến dạng 1.3.5 Biến dạng dẻo phá hủy Biến dạng dẻo phá hủy xác định thí nghiệm kéo từ từ theo chiều trục mẫu kim loại tròn dài ta biểu đồ tải trọng – biến dạng Sinh viên thực hiện: Lê Bá Bình_Nguyễn Mạnh Hậu Hướng dẫn: PGS.TS Trần Xuân Tùy Thiết kế chế tạo mơ hình máy uốn móc áo tự động Sinh viên thực hiện: Lê Bá Bình_Nguyễn Mạnh Hậu Hướng dẫn: PGS.TS Trần Xuân Tùy 66 Thiết kế chế tạo mơ hình máy uốn móc áo tự động Sinh viên thực hiện: Lê Bá Bình_Nguyễn Mạnh Hậu Hướng dẫn: PGS.TS Trần Xuân Tùy 67 Thiết kế chế tạo mơ hình máy uốn móc áo tự động KẾT LUẬN Sau thời gian dài kể từ nhận đề tài làm Đồ án tốt nghiệp “Thiết kế chế tạo mơ hình máy uốn móc áo tự động” Được thầy hướng dẫn giao nhiệm vụ đến chúng em hoàn thành với nội dung phần tính tốn, thiết kế nêu Do thời gian khả chúng em có hạn nên việc tính tốn, thiết kế cịn nhiều thiếu sót, lần chúng em tiếp xúc va chạm thực tế, với kiến thức, khối lượng lớn nên gặp nhiều khó khăn bỡ ngỡ Nhưng dù cố gắng miệt mài làm việc giúp chúng em vươn tới thành công nhiều Chúng em xin tỏ lịng biết ơn sâu sắc với lịng nhiệt tình, tận tụy thầy Trần Xuân Tùy, thầy mang đến cho chúng em nhiều kiến thức bổ ích việc tìm hiểu thực phát huy đề tài Và hành trang chúng em tương lai giúp chúng em đến trưởng thành Tuy nhiên danh nghĩa hoàn thành đề tài “Thiết kế chế tạo máy uốn móc áo tự động” chúng em nhiều sai sót hạn chế, chưa đáp ứng với thực tế, mong qúy thầy cô, anh chị, bạn bè đóng góp thêm để nhóm tác giả phát huy để đề tài hoàn thiện tốt Đà Nẵng, ngày 25 tháng năm 2017 Sinh viên thực Nguyễn Mạnh Hậu Lê Bá Bình Sinh viên thực hiện: Lê Bá Bình_Nguyễn Mạnh Hậu Hướng dẫn: PGS.TS Trần Xn Tùy 68 Thiết kế chế tạo mơ hình máy uốn móc áo tự động TÀI LIỆU THAM KHẢO Nguyễn Trọng Hiệp, Nguyễn Văn Lẫm Thiết kế chi tiết máy Nhà xuất ĐH THCN; Hà Nội 1993 Trịnh Chất, Lê Văn Uyển Tính tốn thiết kế hệ dẫn động khí, tập 1, Nhà xuất Giáo Dục, 1998 Ts Nguyễn Văn Yến Giáo trình Chi tiết máy Nhà xuất Giao thơng Vận tải, 2005 Trần Ngọc Hải, Trần Xuân Tùy Giáo trình hệ thống truyền động thủy lực khí nén; NXB Xây Dựng, HN năm 2011 Sinh viên thực hiện: Lê Bá Bình_Nguyễn Mạnh Hậu Hướng dẫn: PGS.TS Trần Xuân Tùy 69 TÓM TẮT Tên đề tài: THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO MƠ HÌNH MÁY UỐN MĨC ÁO TỰ ĐỘNG TT Họ tên sinh viên Số thẻ SV Lớp Ngành Lê Bá Bình 101120278 12CDT1 Kỹ Thuật Cơ Điện Tử Nguyễn Mạnh Hậu 101120290 12CDT1 Kỹ Thuật Cơ Điện Tử Nội dung: Hiện nay, nhu cầu tiêu dùng ln ưu tiên đặt lên vị trí thị trường Vậy nên việc nghiên cứu, thiết kế chế tạo sản p hẩm công nghệ tiện lợi, đảm bảo chất lượng sản phẩm Xuất phát từ mục tiêu trên, nhóm chúng em nghiên cứu chế tạo thành cơng “ Mơ hình máy uốn móc áo tự động” Máy thiết kế phù hợp cho đa số gia đình hay sở sản xuất nhỏ Sử dụng động kết hợp với truyền xích để kéo dây phơi từ cuộn thành dây phơi thẳng, sau dây phơi uốn xoắn tạo hình thành móc nhờ: cấu cắt, kẹp dưới, uốn dưới, kẹp trên, xoắn, uốn móc treo chữ C Với việc áp dụng kiến thức điện tử, chương trình điều khiển vào thiết kế tạo nên kết khả quan, đảm bảo kết cấu nhỏ gọn nhiều s o với sản phẩm trước Máy gồm phận: − Khung máy − Cơ cấu nắn thẳng phôi − Cơ cấu cắt đứt − Cơ cấu kẹp trên, kẹp − Cơ cấu uốn − Cơ cấu xoắn − Cơ cấu uốn móc treo chữ C ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA CỘNG HÒA XÃ HÔI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập - Tự - Hạnh phúc KHOA CƠ KHÍ NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP TT Họ tên sinh viên Số thẻ SV Lớp Ngành Lê Bá Bình 101120278 12CDT1 Kỹ Thuật Cơ Điện Tử Nguyễn Mạnh Hậu 101120290 12CDT1 Kỹ Thuật Cơ Điện Tử Tên đề tài đồ án: Thiết kế chế tạo mơ hình máy uốn móc áo tự động Đề tài thuộc diện: ☐ Có ký kết thỏa thuận sở hữu trí tuệ đối với kết quả thực Các số liệu liệu ban đầu: Đường kính dây phơi: 2,5  mm Chiều dài dây phôi : 108 cm Nội dung phần thuyết minh tính tốn: a Phần chung: TT Họ tên sinh viên Nội dung Lê Bá Bình Thiết kế ngun lý tình tốn cấu Nguyễn Mạnh Hậu Lập trình hệ thống điều khiển b Phần riêng: TT Họ tên sinh viên Nội dung Lê Bá Bình Giới thiệu tổng quan Nguyễn Mạnh Hậu Giới thiệu phần tử điều khiển Các bản vẽ, đồ thị ( ghi rõ loại kích thước bản vẽ ): a Phần chung: TT Họ tên sinh viên Nội dung Lê Bá Bình Bản vẽ sơ đồ nguyên lý (A0) Nguyễn Mạnh Hậu Bản vẽ khung máy (A0) Bản vẽ giản đồ trạng thái (A0) Bản vẽ lưu đồ thuật toán (A0) b Phần riêng: TT Họ tên sinh viên Nội dung Lê Bá Bình Bản vẽ chế tạo số cấu (A0) Bản vẽ tổng thể máy (A0) Nguyễn Mạnh Hậu Bản vẽ sơ đồ điện (A0) Bản vẽ nối dây khí nén (A0) Họ tên người hướng dẫn: Phần/ Nội dung: PGS.TS Trần Xn Tùy Thuyết minh – Bản vẽ - Mơ hình Ngày giao nhiệm vụ đồ án: …… /……./201… Ngày hoàn thành đồ án: …… /……./201… Đà Nẵng, ngày Trưởng Bộ môn Cơ điện tử tháng Người hướng dẫn năm 201 LỜI NÓI ĐẦU Ngày nay, khoa học kỹ thuật phát triển mạnh ngành, lĩnh vực Đặc biệt ngành khí, điện tử Cơ khí, điện tử ngành then chốt góp phần thúc đẩy phát triển đất nước thời kỳ cơng nghiệp hóa, đại hóa Muốn đạt điều vấn đề đặt cần phải có trang thiết bị cơng nghệ nguồn nhân lực Trong năm gần với phát triển nhiều mặt đất nước kinh tế, văn hóa, xã hội, đời sống nhân dân ngày cải thiện, nhu cầu mặt ngày tăng cao số lượng lẫn chất lượng Chính mặt hàng tiêu dùng muốn tồn tại, phát triển cần phải có giải p háp đổi công nghệ, kỹ thuật để sản phẩm đáp ứng đầy đủ yêu cầu người sử dụng “ Máy uốn móc áo tự động ” sản p hẩm tiếp thu chế tạo từ thành tựu khoa học kỹ thuật đạt Là loại máy tạo sản phẩm để phục vụ cho đời sống người dần thay cho công đoạn thủ công Máy mang lại hiệu kinh tế cao cho người sử dụng Do thời gian hiểu biết chúng em hạn chế nên trình thực đề tài khơng thể khơng thiếu sót, kính mong q thầy Hội đồng bảo vệ tốt nghiệp, Khoa khí giáo viên hướng dẫn dẫn thêm để đề tài chúng em hoàn thiện tốt Chúng em xin cảm ơn thầy Trần Xuân Tùy tận tình bảo cho chúng em thời gian làm đồ án chúng em xin chân thành cảm ơn đến q thầy Khoa khí tạo điều kiện cho chúng em hoàn thành tốt đồ án Đà Nẵng, ngày 25 tháng năm 2017 Nhóm sinh viên thực Nguyễn Mạnh Hậu Lê Bá Bình i CAM ĐOAN Chúng tơi xin cam đoan chấp hành quy định liêm học thuật, thực nghiêm túc đạo đức trình nghiên cứu thực đồ án Sản phẩm kết nghiên cứu, tìm hiểu áp dụng tất kiến thức biết nhóm để thực Thông tin từ tài liệu sử dụng trích dẫn cách xác Nếu vi phạm chúng tơi xin hồn tồn chịu trách nhiệm Nhóm sinh viên thực Nguyễn Mạnh Hậu Lê Bá Bình ii MỤC LỤC Tóm tắt Nhiệm vụ đồ án Lời nói đầu cảm ơn i Lời cam đoan liêm học thuật ii Mục lục iii Danh sách bảng biểu, hình vẽ sơ đồ v Danh sách cụm từ viết tắt vii Trang MỞ ĐẦU Chương 1: GIỚI THIỆU TỔNG QUAN 1.1 Lịch sử hình thành máy uốn 1.2 Nhu cầu sử dụng sản phẩm uốn 1.2.1 Đặt vấn đề 1.2.2 Giới thiệu sản phẩm móc áo quần 1.3 Cơ sở lý thuyết trình biến dạng kim loại 1.3.1 Lý thuyết trình biến dạng dẻo kim loại 1.3.2 Các yếu tố ảnh hưởng đến tính dẻo biến dạng kim loại 1.3.3 Trạng thái ứng suất phương trình dẻo 1.3.4 Biến dạng dẻo kim loại trạng thái nguội 1.4 Tổng quan trình uốn 10 1.4.1 Định nghĩa 10 1.4.2 Quá trình uốn 10 1.4.3 Tính đàn hồi uốn 11 1.4.4 Công thức tính lực uốn 13 Chương 2: THIẾT KẾ NGUYÊN LÝ MÁY UỐN MÓC ÁO 14 2.1 Phân tích phương án 14 2.1.1 Phân tích u cầu q trình uốn .14 2.1.2 Lựa chọn phương án truyền động 14 2.2 Tính tốn thiết kế cấu 15 2.2.1 Cơ cấu cắt đứt 15 2.2.2 Tính tốn lực nắn lăn 18 2.2.3 Tính chọn động nắn thẳng 19 2.2.4 Tính tốn thiết kế truyền xích, trục chọn ổ bi .20 2.2.5 Cơ cấu uốn .27 iii 2.2.6 Cơ cấu kẹp 29 2.2.7 Cơ cấu uốn móc treo chữ C 31 2.2.8 Tính chọn động xoắn 33 2.3 Mơ hình máy uốn móc áo tự động hoàn thiện theo thiết kế 34 Chương 3: GIỚI THIỆU CÁC PHẦN TỬ ĐIỀU KHIỂN .35 3.1 Lựa chọn phương án điều khiển 35 3.1.1 Các phần tử truyền động 35 3.1.2 Các phương pháp điều khiển 35 3.1.3 Phân tích lựa chọn phương án điều khiển 35 3.2 Tổng quan hệ thống khí nén .36 3.2.1 Những đặc điểm 36 3.2.2 Cấu trúc hệ thống khí nén 37 3.2.3 Các phần tử hệ thống điều khiển khí nén .38 3.3 Tổng quan khả lập trình PLC 41 3.3.1 Giới thiệu PLC 41 3.3.2 Cấu trúc PLC .43 3.3.3 Các hoạt động xử lý PLC .46 3.3.4 Ngơn ngữ lập trình 48 3.3.5 Giới thiệu số PLC hãng MITSUBISHI ELECTRIC 48 Chương 4: LẬP TRÌNH ĐIỀU KHIỂN 50 4.1 Xây dựng chương trình điều khiển 51 4.1.1 Rút gọn nhóm 1: Xylanh A, Xylanh B, Xylanh C 52 4.1.2 Rút gọn nhóm 2: Xylanh D, Xylanh E 54 4.1.3 Rút gọn nhóm 3: Xylanh F, Xylanh G, Xylanh H .57 4.1.4 Xác định tín hiệu Động nắn (DCN) Động xoắn (DCX) 59 4.1.5 Xác định tín hiệu trung gian kết nối nhóm .60 4.2 Chọn thiết bị lắp ráp mạch điều khiển 60 4.2.1 Chọn thiết bị điều khiển 60 4.2.2 Sơ đồ kết nối PLC .61 KẾT LUẬN 68 TÀI LIỆU THAM KHẢO 69 iv DANH SÁCH CÁC BẢNG, HÌNH VẼ Trang DANH SÁCH BẢNG Bảng 2.1: Bảng tính thơng số thiết kế trục 20 Bảng 3.1: Những ưu – nhược điểm kỹ thuật điều khiển………………… 42 Bảng 3.2: Một số PLC hãng Mitsubishi Electric…………………………………49 Bảng 4.1: Bảng kết nối đầu vào PLC…………………………………………………62 Bảng 4.2: Bảng kết nối đầu PLC……………………………………………… .62 DANH SÁCH HÌNH Hình 1.1: Sản phẩm máy uốn………………………………………………………2 Hình 1.2: Một số máy uốn móc áo quần thực tế……………………………………….3 Hình 1.3: Móc áo quần phổ biến thị trường……………………………………….3 Hình 1.4: Sơ đồ biến dạng đơn tinh thể………………………………………….4 Hình 1.5: Các dạng ứng suất chính…………………………………………………….6 Hình 1.6: Mối quan hệ tính chất học mức độ biến dạng……………………9 Hình 1.7: Biểu đồ quan hệ tải trọng – biến dạng điển hình kim loại……… 10 Hình 1.8: Biến dạng phơi trước sau uốn………………………………… 11 Hình 1.9: Tính đàn hồi uốn……………………………………………………….11 Hinh 2.1: Thời kỳ cặp……………………………………………………………… 16 Hình 2.2: Thời kỳ cắt…………………………………………………………………16 Hình 2.3: Sơ đồ phận nắn thẳng phơi…………………………………………… 18 Hình 2.4: Sơ đồ lực lăn nắn………………………………………………………18 Hình 2.5: Sơ đồ lực lăn kéo………………………………………………………19 Hình 2.6: Bộ phận nắn thẳng sau chế tạo…………………………………………19 Hình 2.7 : Bộ truyền xích sau chế tạo…………………………………………….23 Hình 2.8: Sơ đồ tính trục biểu đồ momen…………………………………………24 Hình 2.9: Kích thước trục…………………………………………………………….26 Hình 2.10: Ổ bi đỡ dãy………………………………………………………… 26 Hình 2.11: Cơ cấu uốn dưới………………………………………………………… 27 Hình 2.12: Cơ cấu uốn sau chế tạo………………………………………….28 Hình 2.13: Cơ cấu kẹp trên……………………………………………………………29 Hình 2.14: Cơ cấu kẹp sau chế tạo………………………………………… 30 Hình 2.15: Cơ cấu uốn móc treo chữ C……………………………………………….31 Hình 2.16: Cơ cấu uốn móc treo chữ C sau chế tạo………………………………32 Hình 2.17: Động xoắn…………………………………………………………… 33 v Hình 2.18: Mơ hình máy uốn móc áo tự động……………………………………… 34 Hình 3.1: Hệ thống điều khiển điện – khí nén………………………………… 37 Hình 3.2: Hệ thống diều khiển khí nén………………………………………….38 Hình 3.3: Van tiết lưu chiều…………………………………………………… 39 Hình 3.4: Van đảo chiều 5/2………………………………………………………… 39 Hình 3.5: Cấu tạo kí hiệu Role điều khiển…………………………………………40 Hình 3.6: Sơ đồ khối thống điều khiển……………………………………… 43 Hình 3.7: Sơ đồ khối tổng quát CPU………………………………………… .44 Hình 3.8: Xử lý chương trình………………………………………………………….47 Hình 4.1: Giản đồ trạng thái………………………………………………………… 50 Hình 4.2: Giản đồ trạng thái nhóm………………………………………………… 52 Hình 4.3: Giản đồ trạng thái nhóm 2………………………………………………….55 Hình 4.4: Giản đồ trạng thái nhóm 3………………………………………………….57 Hình 4.5: Sơ đồ kết nối đầu vào/ra PLC………………………………………………61 Hình 4.6: Sơ đồ nối dây Role – Van – Xylanh – Động cơ……………………………61 vi DANH SÁCH CÁC KÝ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT KÝ HIỆU: STT Ký hiệu Mô tả START Bắt đầu STOP Dừng RESET Khởi động lại S0 Cơng tắc hành trình vị trí đủ kích thước a1 Cơng tắc hành trình Xylanh A b0 Cơng tắc hành trình vị trí ban đầu Xylanh B b1 Cơng tắc hành trình vị trí thứ hai Xylanh B c0 Cơng tắc hành trình vị trí ban đầu Xylanh C c1 Cơng tắc hành trình vị trí thứ hai Xylanh C 10 d0 Cơng tắc hành trình vị trí ban đầu Xylanh D 11 d1 Cơng tắc hành trình vị trí thứ hai Xylanh D 12 e0 Cơng tắc hành trình vị trí ban đầu Xylanh E 13 e1 Cơng tắc hành trình vị trí thứ hai Xylanh E 14 f0 Cơng tắc hành trình vị trí ban đầu Xylanh F 15 f1 Cơng tắc hành trình vị trí thứ hai Xylanh F 16 g0 Cơng tắc hành trình vị trí ban đầu Xylanh G 17 g1 Cơng tắc hành trình vị trí thứ hai Xylanh G 18 h0 Cơng tắc hành trình vị trí ban đầu Xylanh H 19 h1 Cơng tắc hành trình vị trí thứ hai Xylanh H 20 K1 Động nắn (DCN) 21 K2 Xylanh lanh đẩy (A) 22 K3 Xylanh lanh cắt (B) 23 K4 Xylanh uốn (C) 24 K5 Xyalnh kẹp (D) 25 K6 Xyalnh mang động xoắn (E) vii 26 K7 Động xoắn (DCX) 27 K8 Xyalnh khn móc (F) 28 K9 Xylanh uốn khn móc (G) 29 K10 Xylanh đẩy (H) STT Viết tắt Mô tả PLC Programmable Logic Controller CPU Central Processing Unit RAM Random Access Memory EPROM Electrically Programmable Read Only Memory I/O Input/Output ST Structure Text IL Instruction List FBD Function Block Diagrams SFC Sequence Function Charts 10 LD Ladder Diagram 11 MPU Main Processing Unit 12 DCN Động nắn 13 DCX Động xoắn CHỮ VIẾT TẮT: viii ... thiện theo thiết kế Hình 2.18: Mơ hình máy uốn móc áo tự động Sinh viên thực hiện: Lê Bá Bình_Nguyễn Mạnh Hậu Hướng dẫn: PGS.TS Trần Xuân Tùy 34 Thiết kế chế tạo mơ hình máy uốn móc áo tự động Chương... 2(N.m) Hình 2.17: Động xoắn Sinh viên thực hiện: Lê Bá Bình_Nguyễn Mạnh Hậu Hướng dẫn: PGS.TS Trần Xuân Tùy 33 Thiết kế chế tạo mơ hình máy uốn móc áo tự động 2.3 Mơ hình máy uốn móc áo tự động. .. PGS.TS Trần Xuân Tùy 13 Thiết kế chế tạo mô hình máy uốn móc áo tự động Chương 2: THIẾT KẾ NGUN LÝ MÁY UỐN MĨC ÁO 2.1 Phân tích phương án 2.1.1 Phân tích yêu cầu q trình uốn - Động đủ cơng suất để