Thiết kế máy cắt thép tấm thủy lực

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ MÁY CẮT THÉP TẤM THỦY LỰC MỤC LỤC CHƯƠNG 1: NHU CẦU SẢN XUẤT THÉP TẤM CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT VỀ CẮT – UỐN KIM LOẠI 10 2.1 GIA CÔNG KIM LOẠI BẰNG ÁP LỰC 10 2.2 QUÁ TRÌNH BIẾN DẠNG CỦA KIM LOẠI 10 2.2.1 Những nhân tố ảnh hưởng đến biến dạng dẻo kim loại 11 2.2.2 Trạng thái ứng suất phương trình dẻo 12 2.3 QÚA TRÌNH CẮT VẬT LIỆU TẤM BẰNG DAO CẮT 14 2.3.1 Quá trình cắt đứt vật liệu 14 2.3.2 Lực cắt 15 2.3.3 Độ xác chất lượng mặt cắt 17 C C CHƯƠNG 3: PHÂN TÍCH CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ MÁY 18 3.1 MỘT SỐ PHƯƠNG ÁN CẮT THÉP TẤM 18 R L T 3.1.1 Phương án cắt lực 18 3.1.2 Phương pháp cắt nhiệt 24 DU 3.1.3 Phương pháp cắt mài mòn 26 3.1.4 Kết luận: 26 3.2 MỘT SỐ PHƯƠNG ÁN TẠO CHUYỂN ĐỘNG CẮT TRONG MÁY CẮT LƯỠI DAO NGHIÊNG 27 3.2.1 Chuyển động tịnh tiến nhờ cấu tay quay trượt 27 3.2.2 Chuyển động tịnh tiến nhờ xy lanh thuỷ lực 28 3.2.3 Kết luận 29 CHƯƠNG 4: TÍNH TỐN ĐỘNG HỌC TỒN MÁY 30 LỰA CHỌN MỘT SỐ CƠ CẤU MÁY 30 4.1 DAO CẮT 30 4.1.1 Tính tốn sơ chiều dài lưỡi dao 30 4.1.2 Xác định hành trình dao nghiêng 30 4.1.3 Xác định vận tốc thời gian cắt đầu dao 31 4.2 PHÂN TÍCH CHỌN PHƯƠNG ÁN BỐ TRÍ XY LANH – PISTON 31 4.2.1 Phương án bố trí xy lanh – piston 31 4.2.2 Phương án bố trí xy lanh – piston 32 SVTH: Hoàng Thanh Trung – Lớp 12C1B GVH D: PGS.TS Lưu Đức Bình Trang ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ MÁY CẮT THÉP TẤM THỦY LỰC 4.2.3 Phương án bố trí xy lanh – piston 33 4.2.4 Kết luận 33 4.3 BỘ PHẬN KẸP CHẶC 33 4.3.1 Kẹp phơi trọng lực khối kim loại 34 4.3.2 Kẹp chặt hệ thống thuỷ lực dầu ép khí nén 35 4.3.3 Kẹp chặt hệ thống lò xo chịu nén gắn lên lưỡi dao 35 4.3.4 Kết luận 37 4.4 PHÂN TÍCH LỰA CHỌN HỆ THỐNG CẤP PHƠI 37 4.4.1 Cấp phôi hệ thống xilanh - piston khí nén 38 4.4.2 Cấp phôi dùng hệ thống băng tải 39 4.4.3 Cấp phôi dùng hệ thống cặp lăn 39 C C 4.4.4 Động học hệ thống cấp phôi 40 4.5 PHÂN TÍCH CHỌN KẾT CẤU BỘ PHẬN LẤY PHÔI 41 R L T 4.5.1.Hệ thống lấy phôi băng tải 42 4.5.2 Hệ thống lấy phôi lăn 43 DU 4.5.3 Kết luận 43 CHƯƠNG 5: TÍNH TỐN ĐỘNG LỰC HỌC VÀ 45 CÁC KẾT CẤU MÁY 45 5.1 TÍNH TỐN HỆ THỐNG THỦY LỰC 45 5.1.1 Tính tốn xy lanh tạo lực cắt: 46 5.1.2 Tính toán phận kẹp chặt 49 5.1.3 Tính tổn thất hệ thống 51 5.1.4 Tính tốn lựa chọn thông số bơm 54 5.1.5 Xác định tiết diện ống dẫn dầu 56 5.1.6 Phân tích chọn loại dầu hệ thống 56 5.1.7 Các phần tử thuỷ lực khác 57 5.2 TÍNH TỐN CÁC THƠNG SỐ CỦA LƯỠI DAO VÀ BÀN TRƯỢT GÁ DAO 60 5.2.1.Chọn vật liệu chế tạo dao cắt 60 5.2.2 Các thông số dao bàn trượt gá dao 61 5.2.3 Kiểm nghiệm sức bền dao gá lên bàn dao 63 SVTH: Hoàng Thanh Trung – Lớp 12C1B GVH D: PGS.TS Lưu Đức Bình Trang ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ MÁY CẮT THÉP TẤM THỦY LỰC 5.3 TÍNH TỐN HỆ THỐNG CẤP PHÔI 64 5.3.1 Sơ đồ nguyên lý, nguyên lý hoạt động phận cấp phôi 64 5.3.2 Tính lực kéo phơi thép tang dẫn động 65 5.3.3 Tính chọn động 66 5.4 TÍNH HỆ THỐNG RA SẢN PHẨM 67 5.4.1 Sàn lăn 67 5.4.2 Cơ cấu đỡ phôi 68 5.5 THIẾT KẾ HỘP GIẢM TỐC 69 5.5.1 Chọn vật liệu, cách chế tạo nhiệt luyện 69 5.5.2 Chọn số mối ren Z1 trục vít tính số Z2 bánh vít: 70 5.5.3 Chọn sơ hiệu suất, hệ số tải trọng tính cơng suất bánh vít 70 C C 5.5.4 Định mođun m hệ số đường kính q theo điều kiện sức bền tiếp xúc 70 5.5.5 Kiểm nghiệm vận tốc trượt, hiệu suất hệ số tải trọng 71 R L T 5.5.6 Kiểm tra sức bền uốn bánh vít 72 5.5.7 Định thông số hình học chủ yếu truyền 72 DU 5.5.8 Tính lực truyền tác dụng lên trục vít 73 5.5.9 Kiểm nghiệm sức bền độ cứng uốn thân trục vít 74 5.5.10 Thiết kế trục 75 5.5.11 Tính then 83 5.5.12 Thiết kế gối đỡ trục: 85 CHƯƠNG 6: THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN 88 6.1 GIỚI THIỆU VỀ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN PLC 88 6.1.1 Sơ đồ khối điều khiển PLC: 88 6.1.2.Lập trình thiết bị logic chuẩn 89 6.1.3.Nội dung chương trình điều khiển 90 6.2 PHÂN TÍCH CHỌN PHƯƠNG ÁN ĐIỀU KHIỂN 92 6.2.1 Dùng cơng tắc hành trình 92 6.2.2 Sử dụng cảm biến hồng ngoại 93 6.2.3 Dùng cảm biến đo độ dài 93 6.2.4 Kết luận: 94 6.3 HOẠT ĐỘNG CỦA HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN 94 SVTH: Hoàng Thanh Trung – Lớp 12C1B GVH D: PGS.TS Lưu Đức Bình Trang ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ MÁY CẮT THÉP TẤM THỦY LỰC 6.3.1 Sơ đồ nguyên lý: 94 6.3.2 Hoạt động: 94 6.3.3 Biểu đồ trạng thái: 95 6.3.4 Chương trình điều khiển: 96 CHƯƠNG 7: AN TOÀN VÀ VẬN HÀNH MÁY 97 7.1 TRƯỚC KHI LÀM VIỆC 97 7.2.TRONG KHI LÀM VIỆC: 97 7.3 SAU KHI LÀM VIỆC 97 7.4 BẢO DƯỠNG MÁY 98 7.4.1 Bảo dưỡng khung máy 98 7.4.2 Bảo dưỡng hộp giảm tốc 98 C C 7.4.3 Bảo dưỡng dụng cụ cắt 98 7.4.4 Bảo dưỡng thiết bị thủy lực 98 R L T DU SVTH: Hoàng Thanh Trung – Lớp 12C1B GVH D: PGS.TS Lưu Đức Bình Trang ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ MÁY CẮT THÉP TẤM THỦY LỰC LỜI MỞ ĐẦU Cùng với phát triển khoa học nói chung ngành khí nói riêng, đòi hỏi người cán kỹ thuật phải nắm kiến thức tương đối rộng Đồng thời phải biết vận dụng kiến thức để giải vấn đề cụ thể thường gặp thực tế sản xuất, kỹ thuật đời sống hàng ngày Đồ án tốt nghiệp với mục đích giúp sinh viên hệ thống lại kiến thức học trước lúc trường, đồng thời phát huy khả tư duy, sáng tạo sinh viên đứng trước vấn đề thực tế kỹ thuật Cùng với phát triển thời đại công nghiệp hóa đại hóa ngành khí, nhu cầu sản xuất phải sử dụng máy móc với độ xác cao, giảm thiểu sức lao động người, tăng suất lao động C C Nhằm đáp ứng nhu cầu phát triển đấy, em thực đề tài “ THIẾT KẾ MÁY CẮT THÉP TẤM BẰNG THỦY LỰC” Đồ án góp phần giải nhu cầu sử dụng R L T phôi thép ngày tăng thời đại ngày nhờ việc tăng suất cắt nâng cao điều kiện làm việc nhờ khả tự động Đề tài với nội dung sau: DU Chương 1: Nhu cầu sử dụng thép Chương 2: Cơ sở lý thuyết dập cắt kim loại Chương 3: Phân tích chọn phương án thiết kế máy Chương 4: Tính tốn động học tồn máy – lựa chọn số cấu máy Chương 5: Tính tốn động lực học kết cấu máy Chương 6: Thiết kế hệ thống điều khiển máy Chương 7: An toàn vận hành máy Để cho đề tài đầy đủ cụ thể ngồi phần lý thuyết bổ sung thêm vẽ Đà Nẵng, ngày 20 tháng 12 năm 2018 Sinh viên thiết kế Hoàng Thanh Trung SVTH: Hoàng Thanh Trung – Lớp 12C1B GVH D: PGS.TS Lưu Đức Bình Trang ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ MÁY CẮT THÉP TẤM THỦY LỰC CHƯƠNG 1: NHU CẦU SỬ DỤNG THÉP TẤM Trong phát triển lĩnh vực khí như: Chế tạo máy, giao thông vận tải, điện lực, xây dựng, đóng tàu , nhu cầu sử dụng thép ngày tăng; nhằm trang bị cho nghiệp cơng nghiệp hố đại hố đất nước Thép sử dụng nhiều ngành 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 gọi thép Cán thép tiến hành trạng thái nóng trạng thái nguội, loại C C 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 ta sản phẩm mỏng R L T đến cực mỏng có độ dày từ 0,007mm đến 1,25mm Các sản phẩm thép phân loại theo độ dày thép: • Thép mỏng: DU Chiều dày: S = 0,2 – mm; Chiều rộng: b = 600 – 5000 mm; Chiều dài: L = 4000 – 12000 mm • Thép mỏng: S = 0,001 – 0,2 mm; b = 200 – 1500 mm; L = 4000 – 60000 mm • Thép dày: S = – 60 mm; b = 600 – 5000 mm; L = 4000 – 12000 mm Từ phân loại ta có dạng phơi thép khác dạng phôi hay dạng phôi cuộn, phôi dải Một số ứng dụng thép tấm: - Trong ngành điện: thép dùng làm kết cấu cột điện cao thế, sản phẩm lĩnh vực điện thép stato động điện, cánh quạt cỡ lớn, thép mỏng dùng làm thép để ghép lại chấn lưu đèn ống, máy biến áp, hộp công tơ điện… SVTH: Hoàng Thanh Trung – Lớp 12C1B GVH D: PGS.TS Lưu Đức Bình Trang ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ MÁY CẮT THÉP TẤM THỦY LỰC Hình 1.1: Sản phẩm làm từ thép - Trong xậy dựng: thép cỡ lớn dầm cầu tạo thành từ thép dày cắt nhỏ, hay thép dùng để liên kết với mối hàn, bu lơng đinh tán để tạo nên kết cấu thép bền vững Rõ ràng C C thép sử dụng làm lợp… R L T DU Mối hàn Hình 1.2: Kết cấu hàn từ thép - Trong ngành khí: Thép sử dụng thần máy máy cắt kim loại, vỏ hộp giảm tốc kết cấu hàn, khung, sườn xe, máy, … - Trong ngành khí tơ: việc sử dụng thép khơng thể thiếu Nó sử dụng làm khung, sườn, gầm tơ, lót sàn tơ,, che kín thùng xe, làm b ộ phận che chắn khác… - Trong ngành chế biến lương thực thực phẩm: thép sử dụng rộng rãi không kém, dùng để chế tạo thùng chứa, bể chứa, hộp đóng gói,… SVTH: Hồng Thanh Trung – Lớp 12C1B GVH D: PGS.TS Lưu Đức Bình Trang ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ MÁY CẮT THÉP TẤM THỦY LỰC - Trong ngành nghề khác: thép dùng để chế tạo thùng đồ dùng dân dụng phục vụ đời sống hay ngành hàng không thép dùng để che chắn, làm cửa máy bay, làm thân máy bay, phục vụ ngành chế tạo tên lửa,… *Những sản phẩm chủ yếu dùng thép dày: Để sản xuất tàu: tanker, bulk carrier, container… Hình 1.3: Ứng dụng thép chế tạo tàu biển C C Dùng làm cơng trình dễ hàn bình thường: cầu, máy móc cơng nghiệp, xây R L T dựng…(ảnh minh họa): DU Hình 1.4: Ứng dụng thép xây dựng cầu Để sản xuất đồ chứa áp lực, sản xuất nồi hơi: LPG tank, nồi (ảnh minh họa) Hình 1.5: Ứng dụng thép sản xuất bình chứa áp suất SVTH: Hồng Thanh Trung – Lớp 12C1B GVH D: PGS.TS Lưu Đức Bình Trang ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ MÁY CẮT THÉP TẤM THỦY LỰC Để làm ống thép: đường ống dẫn gas, dầu… Hình 1.6: Ứng dụng thép chế tạo ống dẫn Với nhu cầu sử dụng thép rộng lớn vậy, cần thiết phải có máy cắt thép với suất cao, với độ xác lớn, điều khiển tự động bán tự C C động đủ khả để đáp ứng nhu cầu ngày cao công nghiệp nói riêng kinh tế nói chung, góp phần vào nghiệp cơng nghiệp hóa đại hóa R L T đất nước DU SVTH: Hồng Thanh Trung – Lớp 12C1B GVH D: PGS.TS Lưu Đức Bình Trang ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ MÁY CẮT THÉP TẤM THỦY LỰC CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT VỀ CẮT – UỐN KIM LOẠI 2.1 GIA CƠNG KIM LOẠI BẰNG ÁP LỰC Gia cơng kim loại áp lực phương pháp để chế tạo chi tiết máy sản phẩm kim loại thay cho phương pháp đúc gia công cắt gọt Gia công kim loại áp lực phương pháp gia công dùng ngoại lực tác dụng lên kim loại rắn nhiệt độ cao (nóng) hay nhiệt độ thấp (nguội) với cường độ lực vượt giới hạn đàn hồi kim loại để làm thay đổi hình dáng vật thể mà khơng phá hủy tính liên tục tính bền kim loại Cắt kim loại nguyên công chia phôi thành mảnh nhỏ, dãi hẹp… cho C C với hình dáng kích thước u cầu Q trình cắt xảy từ biến dạng đàn hồi có lực tác dụng, sau biến dạng dẻo với tăng lực tác dụng vết nứt R L T xuất gặp theo hướng cắt tách rời phơi 2.2 Q TRÌNH BIẾN DẠNG CỦA KIM LOẠI DU Dưới tác dụng ngoại lực, kim loại biến dạng theo giai đoạn sau: biến dạng đàn hồi, biến dạng dẻo phá hủy Biểu đồ biến dạng thí nghiệm kéo đứt kim loại sau: P (N) B Pd C A Pdh Δdh Δd Δl (m) Hình 2.1: Đồ thị quan hệ lực kéo P biến dạng ∆L SVTH: Hoàng Thanh Trung – Lớp 12C1B GVH D: PGS.TS Lưu Đức Bình Trang 10 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ MÁY CẮT THÉP TẤM THỦY LỰC CHƯƠNG 6: THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN 6.1 GIỚI THIỆU VỀ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN 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 C C - Thay đổi chương trình diều khiển cách dễ dàng 6.1.1 Sơ đồ khối điều khiển PLC: R L T Thiãút bở lỏỷp trỗnh DU t / h vaỡo PLC t / h Giao diãûn nháûp Bäü nhåï Bäü xỉí lờ trung tỏm Giao dióỷn xuỏỳt chổồng trỗnh Bọỹ nguọửn Hình 6.1- Sơ đồ khối PLC a) Bộ xử lý trung tâm: - Chức năng: Điều khiển, tính tốn quản lý toàn 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: - Bộ nhớ đọc : ROM - Bộ nhớ truy cập ngẫu nhiên RAM : Dành cho người sử dụng SVTH: Hoàng Thanh Trung – Lớp 12C1B GVH D: PGS.TS Lưu Đức Bình Trang 88 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ MÁY CẮT THÉP TẤM THỦY LỰC - 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 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: C C + Bit liệu: Dùng để tải liệu chương trình xử lý CPU + Bit địa chỉ: Dùng để tải địa CPU R L T + 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 DU 6.1.2.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 SVTH: Hoàng Thanh Trung – Lớp 12C1B GVH D: PGS.TS Lưu Đức Bình Trang 89 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ MÁY CẮT THÉP TẤM THỦY LỰC 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 C C R L T 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 DU 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 6.1.3.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) SVTH: Hoàng Thanh Trung – Lớp 12C1B GVH D: PGS.TS Lưu Đức Bình Trang 90 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ MÁY CẮT THÉP TẤM THỦY LỰC Ví dụ: Lệnh điều khiển dạng Ledder Kí hiệu: Vê dủ : t/âiãøm thỉåìng âọng Thiãút bë nháûp t/âiãøm thỉåìng måí Cäøng vo X001 Thiãút bë xút X004 Y000 X003 Y001 Hoàûc X004 Y002 Thiãút bë âàc biãût X005 END Kãút thuïc b) Các lệnh bản: END C C R L T LD : Dùng để vẽ công tắc logic thường mở LDI: Dùng để vẽ công tắc logic thường đóng DU 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 cơng 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 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 SVTH: Hoàng Thanh Trung – Lớp 12C1B GVH D: PGS.TS Lưu Đức Bình Trang 91 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ MÁY CẮT THÉP TẤM THỦY LỰC 6.2 PHÂN TÍCH 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 6.2.1 Dùng cơng tắc hành trình * Sơ đồ: Như hình vẽ sau: Hình 6.2 Mẹp càõt vph L C C R L T U Hình 6.2- Sơ đồ đo cơng tắc hành trình D Cơng tắc hành trình Thướt đo Vít hãm Phơi * Hoạt động: Phơi phận cấp phôi đưa vào với vận tốc Vph chạm cơng tắc hành trình ngắt điện động cấp phôi, phôi ngừng chuyển động, đồng thời tín hiệu đưa từ cơng tắc qua điều khiển tác động làm đầu dao xuống, thực q trình cắt Cơng tắc gắn thướt đo chuyển động dọc theo thân thướt Ta cắt với cách L khác cách di chuyển công tắc theo thân thướt 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 * Ưu, nhược điểm: - Ưu: + Chỉ dùng cơng tắc hành trình, tốn + Đơn giản cho phận điều khiển cho chương trình điều khiển - Nhược: + Phải dùng thêm hệ thống cữ hành trình động diện dẫn động, làm máy phức tạp tốn nguồn lượng SVTH: Hoàng Thanh Trung – Lớp 12C1B GVH D: PGS.TS Lưu Đức Bình Trang 92 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ MÁY CẮT THÉP TẤM THỦY LỰC 6.2.2 Sử dụng cảm biến hồng ngoại * Sơ đồ: Hình 6.3 Chm tia häưng L vph -F u (V) PLC C C Hình 6.3- Sơ đồ đo cảm biến hồng ngoại Cảm biến phát Cảm biến thu (cảm biến nhận) R L Thướt đo Bộ điều khiển T U Phôi D * Hoạt động: Hoạt động tương tự trường hợp (dùng công tắc hành trình), khác chỗ phơi 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 thướt cố định (2) 6.2.3 Dùng cảm biến đo độ dài * Sơ đồ: Hình 6.4 d L -F U (V) PLC Hình 6.4- Sơ đồ đo cảm biến độ dài Bánh ma sát Cảm biến độ dài Bộ điều khiển Phơi SVTH: Hồng Thanh Trung – Lớp 12C1B GVH D: PGS.TS Lưu Đức Bình Trang 93 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ MÁY CẮT THÉP TẤM THỦY LỰC * Hoạt động: Bề mặt bánh ma sat cảm biến ép tiếp xúc với bề mặt phôi lăn không trượt 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 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 6.2.4 Kết luận: Qua phân tích phương án đề trên, ta chọn phương án sử dụng cơng tắc hành trình ưu điểm sau: - Điều khiển xác độ dài cần cắt - Thiết bị chường trình điều khiển đơn giản 6.3 HOẠT ĐỘNG CỦA HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN C C 6.3.1 Sơ đồ nguyên lý: R L T A- DU A+ BY0 X0 Y1 B+ X1 S0 M Hình 6.5- Sơ đồ điều khiển máy 6.3.2 Hoạt động: Phôi động M dẫn động lăn đưa vào vùng cắt Chiều rộng phôi 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 tơng xy lanh kẹp phơi A xuống Khi kẹp chặt, tức chạm vào công tắc hành trình X1 tác động làm pít tơng xy lanh cắt B xuống Đến cắt xong chạm cơng 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: Hoàng Thanh Trung – Lớp 12C1B GVH D: PGS.TS Lưu Đức Bình Trang 94 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ MÁY CẮT THÉP TẤM THỦY LỰC 6.3.3 Biểu đồ trạng thái: Xilanh A Xilanh B 10 + + CTHT Y0 CTHT Y1 CTHT X0 CTHT X1 Cỉỵ S0 C C R L T DU Â ÂC K/â S N Hình 6.6- Biểu đồ trạng thái hệ thống điều khiển SVTH: Hoàng Thanh Trung – Lớp 12C1B GVH D: PGS.TS Lưu Đức Bình Trang 95 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ MÁY CẮT THÉP TẤM THỦY LỰC 6.3.4 Chương trình điều khiển: X401 X400 X402 Y430 Y430 Y431 X401 Y431 Y432 X403 Y433 Y433 Y434 X404 C C C460 Y434 R L T Y435 X405 Y435 X407 DU X406 RESET C460 K(SP) X405 OUT END Hình 6.7- Chương trình điều khiển SVTH: Hồng Thanh Trung – Lớp 12C1B GVH D: PGS.TS Lưu Đức Bình Trang 96 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ MÁY CẮT THÉP TẤM THỦY LỰC CHƯƠNG 7: 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 công 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 7.1 TRƯỚC KHI LÀM VIỆC C C Trước làm việc người cơng nhân vận hành máy phải kiểm tra tồn máy, R L T 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 DU 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 7.2.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, ngătõ cầu dao máy báo với người có trách nhiệm 7.3 SAU KHI LÀM VIỆC Tuổi thọ máy kéo dài thêm hỏng hóc loại trừ nhờ vào việc bảo dưỡng thường xuyên lúc SVTH: Hoàng Thanh Trung – Lớp 12C1B GVH D: PGS.TS Lưu Đức Bình Trang 97 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ MÁY CẮT THÉP TẤM 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 7.4 BẢO DƯỠNG MÁY Tuổi thọ chất lượng máy móc nói chung máy cắt thép nói riêng chủ yếu phụ thuộc vào việc bảo dưỡng tốt hay không Khái niệm bảo dưỡng hiểu biện pháp phòng ngừa, khắc phục cố, hỏng hóc máy Vì quy trình bảo dưỡng phải biên soạn cho cấu kiện riêng biệt máy Các quy trình kết hợp với tiến trình cơng việc cần thiết với khoảng thời gian C C mô tả công việc cho người vận hành máy Các quy trình biên soạn với kinh nghiệm thu từ việc vận hành máy tương tự Người bảo dưỡng R L T máy phải đọc hiểu công tác bảo dưỡng máy công tác vận hành máy, đồng thời người bảo dưỡng phải có trách nhiệm, chuyên môn, mức độ quen biết máy DU 7.4.1 Bảo dưỡng khung máy Các thành gấp phải vệ sinh, loại bỏ chất bẩn Nếu cần thiết vệ sinh phải làm bụi bẩn nếp gấp dẫn tới mài mòn sớm, gây hư hỏng 7.4.2 Bảo dưỡng hộp giảm tốc Thay dầu hộp giảm tốc: khoảng 10000 làm việc thay dầu lần Để thay dầu trước hết tháo nắp hộp giảm tốc, sau tháo nút tháo dầu để xả hết dầu vào thùng chứa dầu thải Sau đóng nút tháo dầu, đổ dầu vào đóng nắp hộp lại 7.4.3 Bảo dưỡng dụng cụ cắt Tất dụng cụ cắt phải làm trước lần sử dụng Ngoài ra, cần phải kiểm tra tình trạng trước ca làm việc 7.4.4 Bảo dưỡng thiết bị thủy lực Trước nới lỏng ống mềm thủy lực cấu kiện thủy lực, phải làm giảm hết áp suất mạch thủy lực tích lũy SVTH: Hoàng Thanh Trung – Lớp 12C1B GVH D: PGS.TS Lưu Đức Bình Trang 98 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ MÁY CẮT THÉP TẤM THỦY LỰC Tất hoạt động thủy lực phải đưa vị trí cuối để tránh chuyển động không điều khiển gây tác động bên ngồi Cần ý khơng để dầu thủy lực chảy xuống đất tháo ống thủy lực Khi rò dầu cần phải khắc phục chất keo dính thể tránh gây tai nạn Cấm hoán cải tất phận máy để đảm bảo an toàn cho người vận hành thiết bị Để đảm bảo cho thiết bị thủy lực hoạt động tốt cần phải làm công việc sau: + Kiểm tra mức dầu tất thiết bị thủy lực + Kiểm tra mắt thiết bị lọc dầu + Kiểm tra độ tất điểm lắp ghép C C Bộ lọc phải bảo dưỡng đồng hồ cảnh báo tắc lọc vượt giới hạn cho phép Để làm việc cần phải tắt máy, sau tháo vít thân bầu lọc, lấy lõi lọc R L T xả cặn vào thùng chứa dầu thải Làm thân bầu lọc dung dịch Trích xăng rửa lõi thiết bị làm siêu âm có, thổi khí nén qua lõi lọc Đặt lõi DU lọc vào vặn chặt vít thân bầu lọc Nếu dầu vượt thời gian sử dụng dầu bẩn phải thay dầu Để thay dầu dao cắt xy lanh cần phải lùi tắt tất công tắc máy, đồng thời xả dầu thùng bơm đường xả dầu, làm đáy thùng sau thi tháo nắp thùng Sau đó, đóng nắp thùng dầu lại đổ dầu vào qua phin lọc có đường kính lưới lọc 5𝜇m dầu đạt mức max mắt thăm dầu Không để lượng dầu mức SVTH: Hoàng Thanh Trung – Lớp 12C1B GVH D: PGS.TS Lưu Đức Bình Trang 99 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ MÁY CẮT THÉP TẤM THỦY LỰC LỜI KẾT Sau nhận đề tài tốt nghiệp “Thiết kế máy cắt thép thủy lực”, trải qua thời gian khó khăn cách tiếp cận nguyên lý làm việc máy, tìm kiếm tài liệu liên quan Nhưng với hướng dẫn tận tình cụ thể thầy Đinh Minh Diệm, sau ba tháng làm việc khẩn trương đến em hoàn thành tương đối đồ án Nội dung bao gồm: - Phần thuyết minh - Các vẽ Tất nội dụng đồ án trình bày đặc tính, nguyên lý làm việc kết cấu C C tồn máy Nói chung máy có nguyên lý làm việc đơn giản, kết cấu thuận tiện, dễ dàng sử R L T dụng tính an tồn làm việc cao Số lượng cơng nhân vận hành máy ít, suất phù hợp với nhu cầu thực tế Về “Máy cắt thép thủy lực” DU máy thiết kế theo hướng máy tự động Việc chế tạo sử dụng góp phần tăng suất, nâng cao điều kiện làm việc đáp ứng nhu cầu người tiêu dùng, cải thiện giá thành sản phẩm Với trình độ khả cịn nhiều hạn chế, khuyết điểm, chưa có nhiều kinh nghiệm kiến thức thực tế, đồ án không tránh khỏi thiếu sót Rất mong nhận dạy, góp ý đón nhận đồ án với thơng cảm thầy cơ, để thân em bảo vệ tốt đồ án, hồn thành chương trình học sau thời gian học tập trường với kết tốt có thể, đồng thời giúp em có thêm kinh nghiệm điều kiện để phát huy sau Cuối cùng, em xin cảm ơn Thầy GSTS Lưu Đức Bình thầy Khoa giúp đỡ em hoàn thành đồ án Đà Nẵng, ngày 10 tháng 12 năm 2018 Sinh viên thực Hoàng Thanh Trung SVTH: Hoàng Thanh Trung – Lớp 12C1B GVH D: PGS.TS Lưu Đức Bình Trang 100 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ MÁY CẮT THÉP TẤM THỦY LỰC TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] TS Lưu Đức Bình, Giáo trình cơng nghệ chế tạo máy, tập 1-2, Khoa Cơ khí, trường đại học Bách khoa, Đà Nẵng – 2012 [2] TS Lưu Đức Bình, Giáo trình kỹ thuật đo, Khoa Cơ khí, trường đại học Bách khoa, Đà Nẵng – 2012 [3] Trịnh Chất – Lê Văn Uyển, Tính tốn thiết kế hệ dẫn động khí, tập – 2, NXB Giáo dục – 2006 [4] TS Lê Cung, Bài giảng sở thiết kế máy, C C Khoa sư phạm kỹ thuật, trường đại học Bách khoa, Đà Nẵng – 2016 [5] Khoa khí, trường đại học Bách khoa – Đại học Đà Nẵng, R L T Giáo trình trang bị cơng nghệ cấp phơi tự động, Đà Nẵng 2012 [6] PGS.TS Đinh Minh Diệm, DU Giáo trình lắp đặc sửa chữa máy, trường đại học Bách khoa – đại học Đà Nẵng [7] Nguyễn Bá Dương – Nguyễn Văn Lẫm – Hoàng Văn Ngọc – Lê Đắc Phong, Tập vẽ chi tiết máy, NXB Đại học trung học chuyên nghiệp, Hà Nội – 1979 [8] Trần Văn Địch, Thiết kế đồ án công nghệ chế tạo máy, NXB khoa học kỹ thuật, Hà Nội – 2007 [9] PGS.TS Phạm Đắp – TS Trần Xuân Tùy, Điều khiển tự động lĩnh vực khí, NXB Giáo dục – 1998 [10] Trần Ngọc Hải – Trần Xuân Tùy, Hệ truyền động thủy lực khí nén, NXB Xây dựng, Hà Nội – 2011 [11] Ths Lưu Đức Hòa, Các phương pháp gia công biến dạng, Trường đại học Bách khoa [12] Ths Lưu Đức Hịa, Giáo trình khí đại cương, trường đại học Bách khoa, Đà Nẵng – 2007 [13] Nguyễn Trọng Hiệp – Nguyễn Văn Lẫm, Thiết kế chi tiêt máy, NXB giáo dục – 1999 [14] Trần Quốc Hùng, SVTH: Hoàng Thanh Trung – Lớp 12C1B GVH D: PGS.TS Lưu Đức Bình Trang 101 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ MÁY CẮT THÉP TẤM THỦY LỰC Thiết kế máy cắt kim loại, trường ĐH Sư phạm kỹ thuật Hồ Chí Minh [15] Ths Châu Mạnh Lực, Giáo trình sản xuất tự động, Khoa khí – trường đại học bách khoa [16] Ninh Đức Tốn, Dung sai lắp ghép, NXB giáo dục – 2000 [17] TS Trần Xuân Tùy – Ths Trần Ngọc Hải Giáo trình điều khiển tự động khí nén lập trình PLC, khoa khí – trường ĐHBK, Đà Nẵng – 2010 [18] Tôn Yên, Công nghệ dập nguội, NXB Khoa học kỹ thuật, Hà Nội – 1974 C C R L T DU SVTH: Hoàng Thanh Trung – Lớp 12C1B GVH D: PGS.TS Lưu Đức Bình Trang 102 ... TÀI: THIẾT KẾ MÁY CẮT THÉP TẤM THỦY LỰC Để làm ống thép: đường ống dẫn gas, dầu… Hình 1.6: Ứng dụng thép chế tạo ống dẫn Với nhu cầu sử dụng thép rộng lớn vậy, cần thiết phải có máy cắt thép. .. ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ MÁY CẮT THÉP TẤM THỦY LỰC 2.3.3 Độ xác chất lượng mặt cắt Độ xác cắt dao cắt phụ thuộc vào kiểu dao, phương pháp cắt, chiều dày vật liệu, kết cấu vật cắt, trạng thái mép cắt dao,... đồ tác dụng lực cắt SVTH: Hoàng Thanh Trung – Lớp 12C1B GVH D: PGS.TS Lưu Đức Bình Trang 15 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ MÁY CẮT THÉP TẤM THỦY LỰC Lực cắt P cơng A cần thiết để cắt vật liệu