Thiết kế máy cắt thép tấm kiểu 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 KIỂU THỦY LỰC Người hướng dẫn: Sinh viên thực hiện: ThS NGUYỄN THANH VIỆT PHAN VĂN TUYÊN Đà Nẵng, 2019 Đề tài: Thiết Kế Máy Cắt Thép Tấm Kiểu 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 khơng 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 dung kinh tế, ngành sản xuất phôi 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 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 C C R L T DU 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 toàn dây chuyền sản xuất Tuy nhiên kiến thức khả có hạn nên em khơng tránh khỏi thiếu sót, em kính mong thầy cô thông cảm bảo cho em nhiều Em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến thầy cô giáo, đặc biệt thầy giáo ThS Nguyễn Thanh Việt tận tình bảo cho em để hoàn thành tốt đồ án tốt nghiệp SVTH: Phan Văn Tuyên GVHD: ThS Nguyễn Thanh Việt Trang Đề tài: Thiết Kế Máy Cắt Thép Tấm Kiểu Thủy Lực PHẦN A CƠ SỞ LÝ R L T DU THUYẾT C C SVTH: Phan Văn Tuyên GVHD: ThS Nguyễn Thanh Việt Trang Đề tài: Thiết Kế Máy Cắt Thép Tấm Kiểu Thủy Lực CHƯƠNG 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 trị chủ yếu việc tạo sản phẩm Ở khía cạnh khác, ngành cơng nghiệp tạo phơi lại đóng vai trò chủ chốt, khâu quy trình sản xuất khí Hơn nữa, số phương pháp tạo phôi cán, kéo, cắt kim loại khơng thể thiếu góp phần tạo sản phẩm, vật dụng cho ngành công nghiệp khác như: Công nghiệp hàng không, công nghiệp điện, công nghiệp ôtô, đóng tàu thuyền, xây dựng, nông nghiệp Thép sử dung 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, 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 phôi thép khác như: dạng phôi hay dạng phơi cuộn, phơi dải Hình dạng kích thướt 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 q trình cắt thép kích thướt 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 cỡ lớn, thép mỏng dùng làm thép để ghép lại chấn lưu đèn C C R L T DU SVTH: Phan Văn Tuyên GVHD: ThS Nguyễn Thanh Việt Trang Đề tài: Thiết Kế Máy Cắt Thép Tấm Kiểu Thủy Lực ống, máy biến thế, lĩnh vực điện chiếu sáng dùng làm cột điện đường Các thép C C R L T DU 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… Hình 1.2 Sản phẩm thép xây dựng SVTH: Phan Văn Tuyên GVHD: ThS Nguyễn Thanh Việt Trang Đề Tài: Thiết Kế Máy Cắt Thép Tấm Kiểu Thủy Lực - Trong nghành khí: Thép sử dụng thân máy máy cắt kim loại, vỏ hộp giảm tốc kết cấu hàn, khung, sườn xe, máy, C C Đường ống thủy điện Vỏ máy ép bemco Hình 1.3 Sản phẩm thép khí R L T - Trong nghành khí ơtơ: Việc sử dụng thép khơng thể thiếu Nó sử dung làm khung, sườn, gầm ơtơ, lót sàn ơtơ, che kín thùng xe, phận che chắn khác - Trong chế biến thực phẩm: Thép sử dung 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 DU SVTH: Phan Văn Tuyên GVHD: ThS Nguyễn Thanh Việt Trang 13 Đề Tài: Thiết Kế Máy Cắt Thép Tấm Kiểu Thủy Lực CHƯƠNG 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 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 C C R L T Biểu đồ biến dạng thí nghiệm kéo đứt kim loại sau: DU P Ti P â Pâh âh â Âäü biãún dảng Hình 2.1 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 thướt 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 thướt vết nứt tăng lên, cuối kim loại bị phá huỷ Đó giai đoạn phá huỷ: Tinh thể kim loại bị đứt rời 2.1.1 Biến dạng đàn hồi SVTH: Phan Văn Tuyên GVHD: ThS Nguyễn Thanh Việt Trang 14 Đề Tài: Thiết Kế Máy Cắt Thép Tấm Kiểu Thủy Lực Dưới tác dụng ngoại lực hay cắt kim loại áp lực, mạng tinh thể bị biến dạng Khi lực tác dụng nhỏ, ứng suất sinh kim loại chưa vượt giới hạn đàn hồi, nguyên tử kim loại dịch chuyển không thông số mạng, thơi tác dụng lực mạng tinh thể lại trở trạng thái ban đầu Khi chịu tải, vật liệu sinh phản lực cân với ngoại lực, ứng suất phản lực tính đơn vị diện tích Ứng suất vng góc với mặt chịu lực gọi ứng suất pháp , gây biến dạng  Ứng suất tiếp  sinh xê dịch góc  Ứng suất pháp chiều (ứng suất khối) làm biến dạng thể tích v v Biến dạng đàn hồi ứng suất pháp ứng suất tiếp sinh sơ đồ sau :      C C R L T  DU     Hình 2.2 Biến dạng đàn hồi Đối với nhiều vật liệu, quan hệ tuyến tính ứng suất biến dạng đàn hồi mơ tả định luật Hooke : Phương trình sở lý thuyết đàn hồi:  = E. ( cho kéo nén ) ( 2.1 )  = G. ( cho xê dịch ) (2.2 ) Trong : E : modun đàn hồi vật liệu G : modun đàn hồi trượt Và P = - k v v (đối với ép chiều ) ( 2.3 ) Với k = E 3(1 − 2 ) ( 2.4 ) Với G = E 2(1 + 2 ) ( 2.5 ) Vậy biến dạng đàn hồi kim loại có nghĩa nguyên tử mạng tinh thể tác động qua lại với lực hút lực đẩy Nếu lực tác dụng chưa đủ để sinh ứng suất vượt giới hạn đàn hồi vật liệu kim loại trở lại trạng thái cân bằng, hay giai đoạn trình cắt kim loại chưa xảy SVTH: Phan Văn Tuyên GVHD: ThS Nguyễn Thanh Việt Trang 15 Đề Tài: Thiết Kế Máy Cắt Thép Tấm Kiểu Thủy Lực 2.1.2 Biến dạng dẻo Khi ứng suất sinh kim loại vượt giới hạn đàn hồi kim loại bị biến dạng dẻo trượt song tinh a b c d Hình 2.3 Sơ đồ biến dạng đơn tinh thể C C Theo hình thức trượt, phần đơn tinh thể dịch chuyển song song với phần lại theo mặt phẳng định, mặt phẳng gọi mặt trượt R L T 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 Các nguyên tử kim loại mặt di chuyển khoảng tỷ lệ với khoảng cách đến mặt song tinh DU Các lý thuyết thực nghiệm cho thấy trượt hình thức chủ yếu gây biến dạng dẻo kim loại lực tác dụng lên sinh ứng suất lớn giới hạn đàn hồi chưa vượt ứng suất phá huỷ hay ứng suất giới hạn bền vật liệu Các mặt trượt mặt phẳng có mật độ nguyên tử cao Biến dạng dẽo song tinh gây bé có song tinh, trượt xẩy thuận lợi Biến dạng dẽo đa tinh thể: Kim loại hợp kim tập hợp nhiều đơn tinh thể, cấu trúc chúng gọi cấu trúc đa tinh thể Ở biến dạng dẽo có hai dạng: biến dạng nội hạt biến dạng vùng biên giới hạt Sự biến dạng nội hạt trượt song tinh Đầu tiên trượt xẩy hạt có mặt trượt tạo với hướng ứng suất góc xấp xỉ 450, sau dó đến mặt khác Như biến dạng dẽo kim loại đa tinh thể xẩy không đồng thời không Dưới tác dụng ngoại lực, biên giới hạt tinh thể bị biến dạng, hạt trượt quay tương đối Do trượt quay hạt, hạt lại xuất mặt trượt thuận lợi mới, giúp cho biến dạng kim loại tiếp tục phát triển Đây giai đoạn thứ hai trình cắt kim loại, giai đoạn xảy trước trình kim loại bị phá huỷ (hay trình kim loại bị cắt đứt) SVTH: Phan Văn Tuyên GVHD: ThS Nguyễn Thanh Việt Trang 16 Đề Tài: Thiết Kế Máy Cắt Thép Tấm Kiểu Thủy Lực Trong trình biến dạng dẻo kim loại, ảnh hưởng nhân tố như: nhiệt độ không đều, tổ chức kim loại không đều, lực biến dạng phân bố khơng đều, ma sát ngồi, vv nên làm cho bên kim loại sinh ứng suất dư, sau tác dụng ứng suất dư tồn 2.1.3 Phá hủy Quá trình biến dạng tăng dần với mứt độ kim loại bị phá huỷ, dạng hỏng nghiêm trọng phục hồi Cơ chế trình phá huỷ: hình thành phát triển vết nứt từ kích thướt siêu vi mô đến vi mô, đến vĩ mô (bị phá huỷ) a Phá huỷ điều kiện tải trọng tĩnh + Phá huỷ dẻo: Là phá huỷ có kèm theo biến dạng dẻo với mứt độ tương đối Phá huỷ dẻo xảy với tốc độ nhỏ cần nhiều lượng nên nguy hiểm Điều kiện cần thiết cho phá huỷ dẻo xảy biến dạng dẻo trạng thái ứng suất kéo ba chiều vùng co thắt cục C C + Phá huỷ giịn: Hầu khơng có biến dạng dẻo vĩ mô kèm theo, xảy tức thời nên nguy hiểm Bề ngồi mặt phá huỷ thường vng góc với ứng suất pháp lớn bề mặt vi mơ theo mặt phẳng tinh thể xác định (mặt vỏ giòn) bên hạt R L T DU + Các yếu tố ảnh hưởng đến phá huỷ là: nhiệt đô, tốc độ biến dạng tập trung ứng suất Ứng suất cần thiết để phát triển vết nứt:  E s     C  c =  ( 2.6 ) Trong : E : mođun đàn hồi vật liệu  s : Sức căng bề mặt C : Kích thước đặc trưng vết nứt ban đầu b Phá huỷ điều kiện tải trọng thay đổi theo chu kỳ (phá huỷ mỏi) Cơ chế phá huỷ mỏi xảy cách tạo thành phát triển vết nứt Sự phá huỷ mỏi phụ thuộc vào yếu tố: ứng suất tác động, số chu kỳ tác động tải trọng, yếu tố tập trung ứng suất c Phá huỷ nhiệt độ cao Sự tạo nên vết nứt theo chế sau: hạt trượt lên theo biên giới hạt, có tập trung ứng suất tạo nên vết nứt Thực chất trình biến dạng dẻo kim SVTH: Phan Văn Tuyên GVHD: ThS Nguyễn Thanh Việt Trang 17 Đề Tài: Thiết Kế Máy Cắt Thép Tấm Kiểu Thủy Lực kv = kMP kP kP kP.krP Trong đó:    60  k MP =  b  =    75   75  np 0, 75 = 0,85 Tra bảng 5-22[20] ta được: kP = 1; kP = 1; kP = 1; krP = 1,04  kP = 0,85.1.1.1.1,04 = 0,88  Pz = 10.300.1,821.0,50,75.76,11-0,15.0,88 = 1492 (N) Công suất cắt: N= Pz Vtt 1492.76,11 = = 1,86(kw ) 1020.60 1020.60 Tính thời gian bản: T0 = L + L1 + L i(phút ) s.n Trong đó: L = 69 (mm) L1 = C C R L T t 1,82 + (0,5  2) = + 1,2 = 4mm tg tg 45 DU L2 = (1  3) mm chọn L2 = 2mm s: lượng chạy dao dọc, mm/vg S = 0,5 (mm/vg) N: số vịng quay trục chính, vg/ph: n = 1212 i: số đường chạy dao: i =  T0 = 69 + + = 0,125(ph ) 0,5.1212 4.4.2 Tiện tinh Chiều sâu cắt: t = 20,595 − 20,213 = 0,19 (mm) Lượng chạy dao: Tra bảng 5-11[20] chọn s = 0,3 (mm/vg) Tốc độ cắt: V = Cv k v (m / ph ) [20] T t x s y m Tra bảng 5-17[20] ta được: Cv = 292; x = 0,3; m = 0,18; y = 0,15 T: tuổi bền dụng cụ cắt T = 45 phút kv: hệ số điều chỉnh ảnh hưởng điều kiện cắt kv = kmv Kuv Knv Kov kv k1v krv kqv Tra bảng 5-15-8 [20] ta được: kmv Kuv Knv Kov kv k1v krv 0,3 1,54 0,8 1 0,94 0,94 SVTH: Phan Văn Tuyên GVHD: ThS Nguyễn Thanh Việt kqv Trang 71 Đề Tài: Thiết Kế Máy Cắt Thép Tấm Kiểu Thủy Lực Vậy: kv = 0,3.1,54.0,8.1.1.0,94.0,94.1 = 0,33 Tốc độ cắt: V = n= 45 292 0,33 = 95,75(m / ph ) 0,19 0,3.0,30,15 0,18 1000.V 1000.95,75 = = 1524(v / ph ) .D 3,14.20 Theo dãy số vòng quay máy chọn n = 1600(v/ph)  vận tốc thực tế cắt: Vtt = .D.n 3,14.20.1600 = = 100,5(m / ph ) 1000 1000 Lực cắt: Px = 10.Cp.tx.Sy.Vn.kp (N) [20] Tra bảng 5-13[20] ta được: Cp = 300; x = 1; y = 0,75; n = -0,15 kp: hệ số điều chỉnh ảnh hương điều kiện cắt kv = kMP kP kP kP.krP Trong đó:    60  = b  =   75   75  np k MP C C R L T 0, 75 = 0,85 DU Tra bảng 5-22[20] ta được: kP = 1; kP = 1; kP = 1; krP = 0,93  kP = 0,85.1.1.1.0,93 = 0,79  Pz = 10.300.0,191.0,30,75.50,24-0,15.0,79 = 123 (N) Công suất cắt: N= Pz Vtt 123.100,5 = = 0,2(kw ) 1020.60 1020.60 Tính thời gian bản: T0 = L + L1 + L i(phút ) s.n Trong đó: L = 69 (mm) L1 = t 0,19 + (0,5  2) = + 1,8 = 2mm tg tg45 L2 = (1  3) mm chọn L2 = 2mm s: lượng chạy dao dọc, mm/vg S = 0,3 (mm/vg) N: số vòng quay trục chính, vg/ph: n = 1600 i: số đường chạy dao: i =  T0 = 69 + + = 0,15(ph ) 0,3.1600 4.4.3 Tiện tinh mỏng SVTH: Phan Văn Tuyên GVHD: ThS Nguyễn Thanh Việt Trang 72 Đề Tài: Thiết Kế Máy Cắt Thép Tấm Kiểu Thủy Lực Chiều sâu cắt: t = 20,213 − 20,002 = 0,1 (mm) Lượng chạy dao: Tra bảng 5-11[20] chọn s = 0,1 (mm/vg) Tốc độ cắt: V = Cv k v (m / ph ) [20] T t x s y m Tra bảng 5-17[20] ta được: Cv = 292; x = 0,3; m = 0,18; y = 0,15 T: tuổi bền dụng cụ cắt T = 45 phút kv: hệ số điều chỉnh ảnh hưởng điều kiện cắt kv = kmv Kuv Knv Kov kv k1v krv kqv Tra bảng 5-15-8 [20] ta được: kmv Kuv Knv Kov kv k1v krv 0,3 1,54 0,8 1 0,94 0,94 Vậy: kv = 0,3.1,54.0,8.1.1.0,94.0,94.1 = 0,33 Tốc độ cắt: V = kqv C C R L T 292 0,33 = 137(m / ph ) 0,18 45 0,10,3.0,10,15 1000.V 1000.137 n= = = 2181( v / ph ) .D 3,14.20 DU Theo dãy số vòng quay máy chọn n = 1600(v/ph)  vận tốc thực tế cắt: Vtt = .D.n 3,14.20.1600 = = 100,5(m / ph ) 1000 1000 Lực cắt: Px = 10.Cp.tx.Sy.Vn.kp (N) Tra bảng 5-13[20] ta được: Cp = 300; x = 1; y = 0,75; n = -0,15 kp: hệ số điều chỉnh ảnh hương điều kiện cắt kv = kMP kP kP kP.krP Trong đó:    60  = b  =   75   75  np k MP [20] 0, 75 = 0,85 Tra bảng 5-22[20] ta được: kP = 1; kP = 1; kP = 1; krP = 0,93  kP = 0,85.1.1.1.0,93 = 0,79  Pz = 10.300.0,11.0,10,75.100,5-0,15.0,79 = 21 (N) Công suất cắt: N= Pz Vtt 21.100,5 = = 0,04(kw ) 1020.60 1020.60 SVTH: Phan Văn Tuyên GVHD: ThS Nguyễn Thanh Việt Trang 73 Đề Tài: Thiết Kế Máy Cắt Thép Tấm Kiểu Thủy Lực Tính thời gian bản: T0 = L + L1 + L i(phút ) s.n Trong đó: L = 69 (mm) L1 = t 0,1 + (0,5  2) = + 1,9 = 2mm tg tg 45 L2 = (1  3) mm chọn L2 = 2mm s: lượng chạy dao dọc, mm/vg S = 0,1 (mm/vg) N: số vịng quay trục chính, vg/ph: n = 1600 i: số đường chạy dao: i =  T0 = 69 + + = 0,45(ph ) 0,1.1600 C C R L T DU SVTH: Phan Văn Tuyên GVHD: ThS Nguyễn Thanh Việt Trang 74 Đề Tài: Thiết Kế Máy Cắt Thép Tấm Kiểu Thủy Lực CHƯƠNG THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN PLC 5.1 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 5.1.1 Dùng cơng tắc hành trình * Sơ đồ: Như hình vẽ sau: Mép cắt vph C C L DU R L T Hình 5.1 Sơ đồ đo dùng cơng tắc hành trình Cơng tắc hành trình Thướt đo Vít hãm Phơi * Hoạt động: Phơi (4) phận cấp phôi đưa vào với vận tốc Vph chạm cơng tắc hành trình (1) ngắt điện động cấp phôi, phôi ngừng chuyển động, đồng thời tín hiệu đưa từ cơng tắc (1) qua điều khiển tác động làm đầu dao xuống, thực q trình cắt Cơng tắc (1) gắn thướt đo (2) chuyển động dọc theo thân thướt Ta cắt với cách L khác cách di chuyển công tắc (1) theo thân thướt cố định vị trí mong muốn vít hãm (3) * Ưu, nhược điểm: - Ưu: + Chỉ dùng công 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) công tác hành trình cách thủ cơng 5.1.2 Dùng nhiều cơng tắc hành trình * Sơ đồ: SVTH: Phan Văn Tuyên GVHD: ThS Nguyễn Thanh Việt Trang 75 Đề Tài: Thiết Kế Máy Cắt Thép Tấm Kiểu Thủy Lực Tín hiệu u (V) -F Nguồn vph L Bộ điều khiển PLC Phôi h Các công tắc hành trình L1 L3 L4 L5 Hình 5.2 Sơ đồ đo dùng nhiều cơng tắc hành trình * Hoạt động: Cũng dùng cơng tắc hành trình lần ta đặt nhiều công 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 công 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 không bị gián đoạn - Nhược: Bộ phận điều khiển cồng kềnh (phải thêm phận điều khiển công tắc) 5.1.3 Sử dụng cảm biến hồng ngoại * Sơ đồ: C C R L T DU Chm tia häưng L vph -F u (V) PLC Hình 5.3 Sơ đồ đo dùng cảm biến hồng ngoại Cảm biến phát Cảm biến thu (cảm biến nhận) Thướt đo Bộ điều khiển Phôi SVTH: Phan Văn Tuyên GVHD: ThS Nguyễn Thanh Việt Trang 76 Đề Tài: Thiết Kế Máy Cắt Thép Tấm Kiểu Thủy Lực * Hoạt động: Hoạt động tương tự trường hợp (dùng cơng tắc hành trình), khác chỗ phơi tiến vào ngăn dịng ánh sáng phát từ cảm biến phát, cảm biến thu không 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 thướt cố định (2) 5.1.4 Dùng cảm biến đo độ dài * Sơ đồ: d L -F U (V) PLC C C Hình 5.4 Sơ đồ đo dùng cảm biến đo dộ dài Bánh ma sat Cảm biến độ dài Bộ điều khiển Phôi * Hoạt động: Bề mặt bánh ma sat (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 sat, 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 5.1.5 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 sat lên phôi mà cho bánh ma sat tiếp xúc thông qua truyền giản đơn nối từ hộp giảm tốc, có vận tốc dài vận tốc phơi) R L T DU SVTH: Phan Văn Tuyên GVHD: ThS Nguyễn Thanh Việt Trang 77 Đề Tài: Thiết Kế Máy Cắt Thép Tấm Kiểu Thủy Lực * Sơ đồ bố trí thiết bị phần điều khiển sau: vd H vph L T/h vaìo u (V) Nguäön PLC T/h (âiãöu khiãøn Â/C) C C Hình 5.5 Sơ đồ bố trí thiết bị phần điều khiển Bánh ma sat 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 sat (1), cảm biến độ dài (2) đếm số vòng quay vận tốc (tuỳ theo loại cảm biến) (1) để tính độ dài phôi 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 q 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 phơi hoạt động đẩy phơi vào Chu trình tiếp tục cắt đủ số lượng sản phẩm (hoặc thay đổi chiều dài sản phẩm) R L T DU SVTH: Phan Văn Tuyên GVHD: ThS Nguyễn Thanh Việt Trang 78 Đề Tài: Thiết Kế Máy Cắt Thép Tấm Kiểu Thủy Lực 5.2 CHƯƠNG TRÌNH ĐIỀU KHIỂN PLC 5.2.1 Sơ đồ nguyên lý A+ Q2.4 A P B T AQ2.5 1.0 10 Q2.2 1.1 1.2 vp C C R L T 11 Q2.0 DU 12 Hình 5.6 Sơ đồ nguyên lý chương trình điều khiển PLC 5.2.2 Biểu đồ trạng thái Hình 5.7 Biểu đồ trạng thái SVTH: Phan Văn Tuyên GVHD: ThS Nguyễn Thanh Việt Trang 79 Đề Tài: Thiết Kế Máy Cắt Thép Tấm Kiểu Thủy Lực 5.2.3 sơ đồ grapset: C C R L T DU 5.2.3 sơ đồ logic: SVTH: Phan Văn Tuyên GVHD: ThS Nguyễn Thanh Việt Trang 80 Đề Tài: Thiết Kế Máy Cắt Thép Tấm Kiểu Thủy Lực 5.2.3 chương tình điều khiển LAD: C C R L T DU Hình 5.8 Chương trình điều khiển plc SVTH: Phan Văn Tuyên GVHD: ThS Nguyễn Thanh Việt Trang 81 Đề Tài: Thiết Kế Máy Cắt Thép Tấm Kiểu 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 toàn 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 C C - Nắm kiến thức vật liệu cắt R L T 6.1 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 DU - 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 6.2 TRONG KHI LÀM VIỆC Q trình làm việc người cơng nhân đứng máy phải mang bảo hộ lao động quy đinh, phải đặt phơi 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 6.3 SAU KHI LÀM VIỆC SVTH: Phan Văn Tuyên GVHD: ThS Nguyễn Thanh Việt Trang 82 Đề Tài: Thiết Kế Máy Cắt Thép Tấm Kiểu Thủy Lực Tuổi thọ máy kéo dài thêm hỏng hóc loại trừ nhờ vào việc bảo dưỡng thường xuyên lúc 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 C C R L T DU SVTH: Phan Văn Tuyên GVHD: ThS Nguyễn Thanh Việt Trang 83 Đề Tài: Thiết Kế Máy Cắt Thép Tấm Kiểu 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 THANH VIỆT”, 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 C C suất sản xuất đồng thời cải thiện giá thành sản phẩm ( phôi thép ) cho R L T người tiêu dùng Tuy công việc thời gian có hạn, hiểu biết chưa cao nên cơng việc thiết kế chúng em có nhiều sai sót, mong Thầy bạn góp ý nhằm sửa chửa hoàn thiện tốt Sau em xin chân thành cám ơn thầy , thầy cô dẫn giúp em hồn thành cơng việc DU SVTH: Phan Văn Tuyên GVHD: ThS Nguyễn Thanh Việt Trang 84 Đề Tài: Thiết Kế Máy Cắt Thép Tấm Kiểu Thủy Lực Tài liệu tham khảo [1] Công nghệ tạo phôi (Lưu Đức Hồ) [2] Vật liệu học [3] Cơng 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 C C R L T DU SVTH: Phan Văn Tuyên GVHD: ThS Nguyễn Thanh Việt Trang 85 ... Tài: Thiết Kế Máy Cắt Thép Tấm Kiểu Thủy Lực PHẦN B THIẾT KẾ R L T DU VÀ TÍNH TOÁN C C SVTH: Phan Văn Tuyên GVHD: ThS Nguyễn Thanh Việt Trang 24 Đề Tài: Thiết Kế Máy Cắt Thép Tấm Kiểu Thủy Lực. .. Đề tài: Thiết Kế Máy Cắt Thép Tấm Kiểu Thủy Lực PHẦN A CƠ SỞ LÝ R L T DU THUYẾT C C SVTH: Phan Văn Tuyên GVHD: ThS Nguyễn Thanh Việt Trang Đề tài: Thiết Kế Máy Cắt Thép Tấm Kiểu Thủy Lực CHƯƠNG... 35 Đề Tài: Thiết Kế Máy Cắt Thép Tấm Kiểu Thủy Lực Khi cắt dao tiếp xúc dần với vật cắt từ trái sang phải, lực cắt thực không đồng thời toàn chiều rộng cắt B Do lực cắt giảm nên cắt thép dày 60