Thiết kế máy uốn ống

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHOA CƠ KHÍ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ MÁY UỐN ỐNG Người hướng dẫn: Sinh viên thực hiện: PGS.TS ĐINH MINH DIỆM TRẦN ĐÌNH SANG Đà Nẵng, 2019 ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHOA CƠ KHÍ CỘNG HỊA XÃ HƠI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập - Tự - Hạnh phúc NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Họ tên sinh viên: TRẦN ĐÌNH SANG Số thẻ sinh viên: 101140052 Lớp: 14C1A Khoa: Cơ Khí Ngành: Cơng nghệ chế tạo máy Tên đề tài đồ án: Thiết kế máy uốn ống Đề tài thuộc diện: ☐ Có ký kết thỏa thuận sở hữu trí tuệ kết thực Các số liệu liệu ban đầu: - Đường kính ống: Ømax = 76 mm - Chiều dày thành ống: Smax =10 mm Nội dung phần thuyết minh tính tốn: a Phần lý thuyết: • Tổng quan ống máy uốn ống • Cơ sở lý thuyết biến dạng dẻo công nghệ uốn ống • Phân tích, lựa chọn phướng pháp uốn cho máy uốn ống b Phần tính tốn, thiết kế máy • Thiết kế sơ đồ động máy • Xây dựng sơ đồ uốn tính lực uốn cần thiết • Tính chọn xilanh thủy lực • Tính chọn bơm dầu phần tử thủy lực khác • Tình tốn, thiết kế cụm truyền động • Thiết kế quy trình cơng nghệ chế tạo chi tiết piston thủy lực • Thiết kế hệ thống điều khiển máy Các vẽ, đồ thị ( ghi rõ loại kích thước vẽ ): • Bản vẽ phương án uốn truyền động (1Ao) • Bản vẽ sơ động máy (1Ao) • Bản vẽ tồn máy (1Ao) • Bản vẽ lắp cụm máy (2Ao) • Bản vẽ lắp xilanh van an tồn (1Ao) • Bản vẽ sản phẩm uốn ống (1Ao) • Bản vẽ hệ thống điều khiển (1Ao) Ngày giao nhiệm vụ đồ án: 18/02/2019 Ngày hoàn thành đồ án: 25/05/2019 Đà Nẵng, ngày 28 tháng 05 năm 2019 Trưởng Bộ môn: Công nghệ vật liệu Người hướng dẫn TS Tào Quang Bảng PGS.TS Đinh Minh Diệm LỜI NÓI ĐẦU Với phát triển mạnh mẽ khoa học kỹ thuật nay, đặc biệt định hướng phát triển cơng nghiệp, cơng nghệ, tự động hố Nước ta bắt đầu xuất tập đồn có danh tiến giới Vingroup, FLC, Hoà Phát, Thaco, Vietjet Mở hội lớn công việc khí Là kỹ sư chế tạo máy tương lai cần phải nắm vững kiến thức nhà trường để có tảng kiến thức vững mong tiếp nhận công nghệ khoa học tiên tiến thời đại Trong nghiệp cơng nghiệp hố đại hoá đất nước nước ta ngành chế tạo máy chiếm vị quan trọng Nhận thấy điều Đảng Nhà nước tâm, thơng qua sách đắn, để phát triển kinh tế đất nước Một sách đào tạo lực lượng lao động có trình độ ngành chế tạo máy Là sinh viên ngành chế tạo máy em tự hào định vị rõ ràng sứ mệnh sinh viên trường phải cố gắng học tập, nghiên cứu, nắm vững kiến thức ngành học để tự tin làm việc sau Định hướng cơng việc sau này, nhằm có hiểu biết sâu công việc nên em định chọn đề tài tốt nghiệp thiết kế máy uốn ống Qua đồ án tốt nghiệp em tổng hợp nhiều kiến thức chuyên môn như: Chi tiết máy, Cơ lý thuyết, Sức bền vật liệu, kỹ thật đo, công nghệ chế tạo máy, vật liệu kỹ thuật, công nghệ chế tạo phôi, nguyên lý cắt Việc giúp hiểu rõ công việc kỹ sư chế tạo máy tương lai Song với hiểu biết hạn chế với kinh nghiệm thực tế chưa nhiều nên đồ án không tránh khỏi thiếu sót Rất mong đóng góp ý kiến từ bạn để đồ án hoàn thiện Em xin chân thành cảm ơn quan tâm bảo thầy môn đặc biệt hướng dẫn tận tình thầy giáo hướng dẫn Pgs.Ts Đinh Minh Diệm.Trong trình tính tốn thiết kế, tính tốn lựa chọn số liệu khơng thể tránh khỏi thiếu sót Mong thầy góp ý để em bổ sung kiến thức hồn thiện Em xin chân thành cám ơn Đà Nẵng, ngày 20 tháng năm 2019 Sinh viên thực Trần Đình Sang CAM ĐOAN Em xin cam đoan đề tài: “ Thiết kế máy uốn ống” sản phẩm mà em nổ lực nghiên cứu thời gian thực tập công ty công nghiệp nặng Doosan VINA tính tốn thiết kế dựa hướng dẫn thầy PGS TS Đinh Minh Diệm anh công ty thời gian làm đồ án tốt nghiệp Trong q trình viết có tham khảo số tài liệu có nguồn gốc rõ rang Em xin cam đoan có trách nhiệm em xin chịu hồn toàn trách nhiệm Đà Nẵng, ngày 20 tháng năm 2019 Sinh viên thực Trần Đình Sang TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHOA CƠ KHÍ TĨM TẮT ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Tên đề tài: Thiết kế máy uốn ống Họ tên SV : Trần Đình Sang Lớp : 14C1A Điện thoại : 0395547841 Mã SV: 101140052 Email: dinhsang031096@gmail.com GV hướng dẫn : PGS.TS Đinh Minh Diệm GV duyệt : Ths Lưu Đức Hoà Nội dung ĐATN bao gồm vấn đề sau: Nội dung đề tài thực : ✓ Số trang thuyết minh: 126 trang ✓ Số vẽ: Ao Kết đạt được: a Phần lý thuyết : • Tổng quan ống máy uốn ống • Cơ sở lý thuyết biến dạng dẻo công nghệ uốn ống • Phân tích, lựa chọn phướng pháp uốn cho máy uốn ống b Đã tính tốn thiết kế phần sau: • Thiết kế sơ đồ động máy • Xây dựng sơ đồ uốn tính lực uốn cần thiết • Tính chọn xilanh thủy lực • Tính chọn bơm dầu phần tử thủy lực khác • Tình tốn, thiết kế cụm truyền động • Thiết kế quy trình cơng nghệ chế tạo chi tiết piston thủy lực • Thiết kế hệ thống điều khiển máy c Có đĩa CD Đà Nẵng, Ngày 28 tháng 05 năm 2019 Sinh viên thực Trần Đình Sang Thiết kế máy uốn ống CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ ỐNG VÀ MÁY UỐN ỐNG 1.1 GIỚI THIỆU VỀ CÁC SẢN PHẨM DẠNG ỐNG 1.1.1 Giới thiệu sản phẩm dạng ống Trong sống sản phẩm ống uốn ứng dụng rộng rãi sinh hoạt lẫn công nghiệp Đặc biệt cơng nghiệp sản phẩm ống uốn giữ vai trò quan trọng Mỗi ngành, lĩnh vực địi hỏi loại ống phải có đủ hình dáng kích cỡ phù hợp, phải làm biến dạng ống hay nói cách khác gia cơng ống theo kích thước, hình dáng khác cho phù hợp đáp ứng yêu cầu công việc Hiện nay, ống sử dụng rộng rãi thiếu nhiều ngành cơng nghiệp hóa dầu, phục vụ cho ngành cấp nước, thủy lợi, thủy điện, xây dựng, cơng nghiệp đóng tàu, trang trí nội thất, nhà máy nhiệt điện… Do cần nhiều ống, chủng loại ống để đáp ứng nhu cầu thực tế Sự đa dạng kích thước hình dáng ống : - Sản phẩm dùng công nghiệp : Trong sản xuất sản phẩm ống ứng dụng rộng rãi dùng để dẫn nhiên liệu phục vụ sản xuất dẫn dầu, dẫn khí, ứng dụng nhiều ngành đóng tàu, sản xuất sữa, sản xuất bia, nhà máy nhiệt điện Trong ngành giao thơng vận tải ngành vận tải đường ống đóng vai trị quan trọng dẫn dầu, dẫn khí, dẫn khống sản, góp phần tiết kiệm chi phí vận chuyển sản xuất - Sản phẩm dùng sinh hoạt : Trong sinh hoạt sản phẩm ống ứng dụng rộng rãi địi hỏi tính thẩm mỹ cao nên chủ yếu dùng vật liệu inox Các sản phẩm chủ yếu : lan can, giường, bàn ghế, SVTH : Trần Đình Sang – 14C1A GVHD: PGS.TS Đinh Minh Diệm Trang Thiết kế máy uốn ống Hình 1.1: Các sản phẩm ống mỹ nghệ dùng sinh hoạt Hình 1.2: Coil Panel dùng nhà máy nhiệt điện SVTH : Trần Đình Sang – 14C1A GVHD: PGS.TS Đinh Minh Diệm Trang Thiết kế máy uốn ống 1.2 THÔNG SỐ PHƠI THÉP ỐNG THƯỜNG DÙNG 1.2.1 Phơi ống thép đen Bảng 1.1: Thông số phôi ống thép đen Đ/vị tr.lượng Đ.kính danh nghĩa Số cây/bó Đường kính Chiều dày A (mm) Pcs/BD (mm) (mm) 12.7 0.7 0.207 (OD 1/2") 0.8 0.235 0.9 0.262 0.7 0.226 0.8 0.256 0.9 0.286 0.316 1.1 0.345 13.8 1.2 0.373 15.9 0.7 0.262 (OD 5/8") 0.8 0.298 0.9 0.333 0.367 1.1 0.401 1.2 0.435 19.1 0.7 0.318 (OD 4/3") 0.8 0.361 0.9 0.404 0.446 1.1 0.488 1.2 0.53 22.2 0.8 0.422 (OD 7/8 ") 0.9 0.473 0.523 1.1 0.572 B (inch) 168 168 168 168 168 SVTH : Trần Đình Sang – 14C1A GVHD: PGS.TS Đinh Minh Diệm (kg/m) Trang Thiết kế máy uốn ống 1.2 0.621 1.4 0.718 25.4 0.8 0.485 (OD 1") 0.9 0.544 0.602 1.1 0.659 1.2 0.716 1.4 0.829 1.8 1.048 0.8 0.537 0.9 0.601 0.666 1.1 0.73 1.2 0.793 28.0 1.4 0.918 31.8 0.76 (OD 1-1/4") 1.1 0.833 1.2 0.906 1.4 1.05 1.5 1.121 1.8 1.332 38.1 1.4 1.267 (OD 1-1/2") 1.5 1.354 1.8 1.611 1.78 2.5 2.195 1.4 1.333 1.5 1.424 1.8 1.696 1.874 2.5 2.312 3.499 113 113 80 80 SVTH : Trần Đình Sang – 14C1A 61 40 52 50.3 GVHD: PGS.TS Đinh Minh Diệm Trang Thiết kế máy uốn ống (OD 2") 3.8 4.357 3.9 4.462 4.567 4.1 4.671 4.2 4.775 1.2.2 Phôi ống mạ kẽm Bảng 1.2: Thông số phôi ống mạ kẽm Hạng Class Trọn g Đ kính danh nghĩa Đường kính ngồi Chiều Nominal size Outside diamete r A (mm B(inch ) ) Tiêu chuẩn lượn g Số dày Chiều dài Wall thicknes s Lengt h Unit weigt Pes/bundl e mm m bó Trọng lượng bó kg/m Kg/bundl e Hạng 15 21.2 1.9 0.914 168 921 Class 20 26.65 2.1 1.284 113 871 BSA1 25 33.5 2.3 1.787 80 858 (khôn g vạch) 32 42.2 2.3 2.26 61 827 40 48.1 2.5 2.83 52 883 50 59.9 2.6 3.693 37 820 65 75.6 2.9 5.228 27 847 80 88.3 2.9 6.138 24 884 113.4 100 3.2 8.763 16 841 Hạng 15 21.2 0.947 168 955 /class 20 26.65 2.3 1.381 113 936 BS-L 25 33.5 2.6 1.981 80 951 (vạch 32 42.2 2.6 2.54 930 SVTH : Trần Đình Sang – 14C1A GVHD: PGS.TS Đinh Minh Diệm 61 Trang Thiết kế máy uốn ống Hình 6.7: Bộ điều khiển lập trình CPU 224 6.4.2 Kết nối dây PLC thiết bị ngoại vi Việc kết nối dây PLC thiết bị ngoại vi quan trọng Nó định đến việc PLC giao tiếp với thiết bị lập trình (máy tính) hệ thống điều khiển hoạt động theo u cầu thiết kế hay khơng Ngồi việc nối dây cịn lien quan đến an tồn cho PLC hệ thống điều khiển Để cho điều khiển hoạt động sử dụng cần phải thực công việc: - Kết nối với nguồn cung cấp: Hình 6.8: Sơ đồ kết nối PLC với nguồn cung cấp - Kết nối với máy tính: muốn nạp chương trình cho CPU người sử dụng phải soạn thảo chương trình thiết bị lập trình máy tính với phần mềm tương ứng cho loại PLC sử dụng nạp trực tiếp vào CPU copy chương trình vào card nhớ để cắm vào rãnh cắm card nhớ CPU PLC SVTH : Trần Đình Sang – 14C1A GVHD: PGS.TS Đinh Minh Diệm Trang 112 Thiết kế máy uốn ống Hình 6.9: Sơ đồ kết nối PLC với máy tính Hình dáng cáp cho hình 5.10 sau: Hình 6.10: Hình dáng cáp USP/PPI - Kết nối vào số với ngoại vi: ngõ vào tín hiều nút nhấn, cảm biến, v.v…Cịn ngõ tín hiệu để điều khiển cấu chấp hành động cơ, van điện từ, v.v…… SVTH : Trần Đình Sang – 14C1A GVHD: PGS.TS Đinh Minh Diệm Trang 113 Thiết kế máy uốn ống Hình 6.11: Sơ đồ nối dây CPU 224 với nguồn ngoại vi 6.5 THIẾT KẾ CHƯƠNG TRÌNH PLC ĐIỀU KHIỂN MÁY UỐN ỐNG 6.5.1 Biểu đồ trạng thái máy Khi ta ấn nút So máy bắt đầu khởi động, động bơm dầu hoạt động Các xilanh A, B duỗi thẳng đẩy mà kẹp động tĩnh trượt máng trượt, chạm vào CTHT a1, b1, có tín hiệu điều khiển chuyển trạng thái Khi tín hiệu đến van đảo chiều điều khiển xi lanh chày uốn duỗi thẳng, chạm CTHT d1 xilanh thực hành trình C-, E+, F+, đồng thời cảm biến xác định góc quay trục uốn Khi cảm biến xác định góc quay cần uốn có tín hiệu điều khiển ngắt hành trình C-, E+, F+, thực hành trình D- Khi xilanh D lùi về, cuối hành trình chạm vào CTHT d0, có tín hiệu điều khiển, có tín hiệu để thực hành trình A-, B-, cuối hành trình chạm vào CTHT a0, b0, có tín hiệu điều khiển Khi đó, có tín hiệu thực hành trình C +, E-, F-, chạm CTHT e0 trình tiếp tục có phơi bấm So Tắt máy bấm S1 SVTH : Trần Đình Sang – 14C1A GVHD: PGS.TS Đinh Minh Diệm Trang 114 Thiết kế máy uốn ống Hình 6.12: Biểu đồ trạng thái làm việc máy uốn ống 6.5.2 Sơ đồ nối dây CPU Hình 6.13: Sơ đồ mạch kết nối PLC SVTH : Trần Đình Sang – 14C1A GVHD: PGS.TS Đinh Minh Diệm Trang 115 Thiết kế máy uốn ống I 0.0: Tiếp điểm thường mở nút ấn mở máy (S0) I 0.1: Tiếp điểm thường mở nút ấn tắt máy (S1) I 0.2: Tiếp điểm thường mở công tắc hành trình xilanh kẹp A (a0) I 0.3: Tiếp điểm thường mở cơng tắc hành trình xilanh kẹp A (a1) I 0.4: Tiếp điểm thường mở công tắc hành trình xilanh kẹp B (b0) I 0.5: Tiếp điểm thường mở cơng tắc hành trình xilanh kẹp B (b1) I 0.6: Tiếp điểm thường mở công tắc hành trình xilanh lùi E (e0) I 0.7: Tiếp điểm thường mở cơng tắc hành trình chày uốn D (d0) I 1.0: Tiếp điểm thường mở công tắc hành trình chày uốn D (d1) I 1.1: Tiếp điểm thường mở cảm biến 6.5.3 Chương trình PLC điều khiển máy Hình 6.14: Chương trình PLC điều khiển máy SVTH : Trần Đình Sang – 14C1A GVHD: PGS.TS Đinh Minh Diệm Trang 116 Thiết kế máy uốn ống CHƯƠNG 7: CÁC QUY PHẠM AN TOÀN TRONG SỬ DỤNG VÀ BẢO DƯỠNG MÁY 7.1 AN TOÀN LAO ĐỘNG KHI SỬ DỤNG MÁY 7.1.1 Đối với người sử dụng : - Khi sử dụng máy phải mặc bảo hộ lao động, phải ăn mặc gọn gàng - Máy phải đặt nơi có khơng gian đủ rộng để q trình vận hành khơng bị vướng mắc gây tai nạn - Thường xuyên kiểm tra đường ống, van, đồng hồ đo áp suất - Những nơi nguy hiểm phải có đặt bảng báo - Trước gia công cần phải chạy thử máy kiểm tra 7.1.2 Đối với máy: - Máy phải đặt có đủ độ cứng vững để chịu trọng lượng thân máy lực sinh uốn - Các phận điều khiển máy phải bố trí vừa tầm tay cho công nhân thuận tiện thao tác, với tay, không cúi Các nút điều khiển phải nhạy làm việc tin cậy - Tất truyền động máy phải che chắn kín phần chuyển động phần điện 7.2 HƯỚNG DẪN SỬ DỤNG: Người vận hành máy trước cho máy làm việc phải thực qui định vận hành tuân thủ theo bước sau : - Kiểm tra tồn khơng gian xung quanh máy, loại bỏ chướng ngại vật phạm vi hoạt động má động - Vệ sinh công nghiệp cho tồn máy - Với ống có đường kính khác trước tiến hành uốn ta phải chuẩn bị chày uốn puly uốn cho phù hợp với đường kính Lắp chày uốn puly uốn vào máy Bôi trơn chày uốn mỡ công nghiệp để giảm ma sát ống trượt chày uốn uốn SVTH : Trần Đình Sang – 14C1A GVHD: PGS.TS Đinh Minh Diệm Trang 117 Thiết kế máy uốn ống - Điều khiển chày uốn đến vị trí phù hợp với puly uốn - Luồn phôi ống vào chày uốn - Điều khiển má động má tĩnh để tiến hành kẹp chặt ống - Điều khiển chuyển động quay má động đến vị trí có góc uốn u cầu - Nhả kẹp má động, nhả kẹp má tĩnh để lấy ống khỏi chày uốn - Điều khiển má động trở vị trí ban đầu - Kiểm tra lại máy để chuẩn bị cho lần uốn 7.3 BÔI TRƠN VÀ BẢO DƯỠNG MÁY : Để giảm mát cơng suất ma sát, giảm mài mịn lên phận chuyển động, đảm bảo nhiệt tốt, giữ độ xác kéo dài tuổi thọ máy, cần phải bôi trơn liên tục lên phận máy, tức nâng cao thời gian sử dụng máy Ở truyền xích ta tiến hành bơi trơn mỡ phải che kính để tránh bụi bẩn Để máy hoạt động tốt, xác nâng cao tuổi thọ, cần phải có chế độ bảo quản máy theo kế hoạch sau : a Bảo quản máy ngày : - Trước khởi động máy phải kiểm tra lượng dầu, độ nhớt bể dầu thông qua mắt dầu, thay dầu thời hạn, tránh để dầu bị biến chất thời gian làm việc dài nhiệt độ cao - Nếu có tượng khác thường máy hoạt động phải ngừng máy kiểm tra lại để điều chỉnh máy b Bảo quản máy tháng : - Kiểm tra kỹ thuật mối lắp ghép, mối hàn - Kiểm tra kỹ thuật xiếc chặt bulông cố định - Kiểm tra dầu bể dầu c Bảo quản hai năm lần : kiểm tra tổng thể tồn máy, vị trí mối ghép, nối trục, chỗ ăn khớp, gối đỡ, ổ bi, SVTH : Trần Đình Sang – 14C1A GVHD: PGS.TS Đinh Minh Diệm Trang 118 Thiết kế máy uốn ống KẾT LUẬN Sau tháng tìm hiểu, tính tốn thiết kế máy uống ống em tổng hợp lại nhiều kiến thức chuyên môn Đặc biệt kiến thức chi tiết máy, lý thuyết, sức bền vật liệu, kỹ thật đo, công nghệ chế tạo máy, vật liệu kỹ thuật, công nghệ chế tạo phôi, nguyên lý cắt vẽ kỹ thuật Máy thích hợp cho sản suất hàng loạt lớn, hàng khối sản phẩm đơn giản Em biết so với máy vận hành tự động, CNC, CIM Máy cần cải thiện nâng cấp nhiều Ví dụ đặc tính cơng việc máy cịn hẹp q đơn giản, chưa có hệ thống cấp thơi tự động, truyền động xi lanh làm kích thước máy to cồng kềnh Em cố gắng để hoàn thành dựa theo Nhiệm vụ đồ án thiết kết máy uốn ống, em tự tin với kiến thức em học SVTH : Trần Đình Sang – 14C1A GVHD: PGS.TS Đinh Minh Diệm Trang 119 Thiết kế máy uốn ống TÀI LIỆU THAM KHẢO PGS.TS Lưu Đức Bình, Giáo trình cơng nghệ chế tạo máy, Đại học bách khoa – Đại học Đà Nẵng Lê Công Dưỡng [I], Vật liệu học GS.TS Trần Văn Địch, Thiết kế đồ án Công nghệ chế tạo máy, Nhà xuất khoa học kỹ thuật PGS.TS Trần Văn Địch, Sổ tay & Atlas đồ gá, Nhà xuất Khoa học kỹ thuật Nguyễn Ngọc Đào, Trần Thế San, Hồ Viết Bình, Chế độ cắt gia cơng khí, Nhà xuất Đà Nẵng GS Lê Viết Giảng [IV], Sức bền vật liệu GS.TS Nguyễn Trọng Hiệp [II], Chi tiết máy (Tập 1,2) Nguyễn Văn Huyền [V], Cẩm nang khí ThS Châu Mạnh Lực [III], Giáo trình kỹ thuật chế tạo máy 10 Nguyễn Văn Lẫm, Nguyễn Trọng Hiệp [VII] , Thiết kế chi tiết máy 11.ThS Châu Mạnh Lực,ThS Phạm Văn Song, Trang bị công nghệ cấp phôi tự động 12 GS.TS Nguyễn Đắc Lộc, Sổ tay công nghệ chế tạo máy tập 1[1], 2[2], 3[3] _ Nhà xuất khoa học kỹ thuật 13 Châu Mạnh Lực-Lưu Đức Bình, Kỹ thuật đo, Đại học bách khoa - Đại học Đà Nẵng 14 GS Trần Hữu Quế, Vẽ kỹ thuật 15 PGS.TS Trần Xuân Tùy [VI] , Truyền động thủy lực khí nén 16 Hồ Đắc Thọ, Ninh Đức Tốn , Cơ sở dung sai đo lường chế tạo máy 17 Tôn Yên [VIII], Công nghệ dập nguội 28 TS Nguyễn Văn Yến, Thiết lập vẽ đồ án chi tiết máy SVTH : Trần Đình Sang – 14C1A GVHD: PGS.TS Đinh Minh Diệm Trang 120 Thiết kế máy uốn ống MỤC LỤC CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ ỐNG VÀ MÁY UỐN ỐNG 1.1 GIỚI THIỆU VỀ CÁC SẢN PHẨM DẠNG ỐNG 1.1.1 Giới thiệu sản phẩm dạng ống 1.2 THÔNG SỐ PHÔI THÉP ỐNG THƯỜNG DÙNG 1.2.1 Phôi ống thép đen 1.2.2 Phôi ống mạ kẽm .5 1.3 THIẾT BỊ UỐN 1.3.1 Puly uốn .9 1.3.2 Má kẹp 1.3.3 Chày uốn 10 CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT VỀ BIẾN DẠNG DẺO VÀ CÔNG NGHỆ UỐN ỐNG 11 2.1 LÝ THUYẾT QUÁ TRÌNH BIẾN DẠNG DẺO CỦA KIM LOẠI 11 2.2 CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN TÍNH DẺO .12 2.2.1 Các yếu tố ảnh hưởng đến tính dẻo biến dạng kim loại 12 2.2.1.1.Ảnh hưởng thành phần tổ chức kim loại 12 2.2.1.2 Ảnh hưởng nhiệt độ .13 2.2.1.3 Ảnh hưởng ứng suất dư 13 2.2.1.4 Ảnh hưởng trạng thái ứng suất 13 2.2.1.5 Ảnh hưởng tốc độ biến dạng 13 2.2.2 Biến dạng dẻo kim loại trạng thái nguội 13 2.2.3 Biến dạng dẻo phá hủy 14 2.3 CÔNG NGHỆ UỐN 15 2.3.1 Khái niệm uốn 15 2.3.2 Công nghệ uốn ống 15 2.3.3 Xác định vị trí lớp trung hòa 16 2.3.4 Tính đàn hồi uốn 17 CHƯƠNG 3: PHÂN TÍCH VÀ LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ MÁY UỐN ỐNG 20 3.1 CÁC PHƯƠNG PHÁP UỐN ỐNG 20 3.1.1 Uốn theo kiểu ép đùn vào ống : 20 3.1.2 Uốn theo kiểu kéo quay : 21 2.1.3 Uốn theo kiểu có chày uốn : 22 2.1.4 Uốn trục lăn : .22 3.2 MỘT SỐ PHƯƠNG PHÁP TRUYỀN ĐỘNG CHO TRỤC UỐN VÀ LỰA CHỌN ĐẦU KẸP 24 3.2.1 Yêu cầu động học máy : 24 3.2.2 Lựa chọn phương án truyền động Puly uốn: .24 3.1.2.1 Truyền động cho trục uốn bánh : 24 3.2.2.2 Truyền động cho trục uốn đai : 25 SVTH : Trần Đình Sang – 14C1A GVHD: PGS.TS Đinh Minh Diệm Trang 121 Thiết kế máy uốn ống 3.2.2.3 Truyền động cho trục uốn xích kết hợp với xilanh thủy lực : .25 3.2.2.4: Phương án sử dụng xilanh : 26 3.2.2.5: Phương án sử dụng hai xilanh: .26 3.2.3 Lựa chọn loại đầu kẹp ống : 27 3.2.3.1: Phương án sử dụng loại đầu kẹp ống sử dụng lăn: 27 3.2.3.2: Lựa chọn loại đầu kẹp có má kẹp : 27 3.3 SƠ ĐỒ ĐỘNG CỦA MÁY UỐN ỐNG 28 3.4 SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ CỦA MÁY UỐN ỐNG: 29 3.4.2 Nguyên lý hoạt động máy uốn ống : .29 CHƯƠNG 4: TÍNH TỐN THIẾT KẾ CÁC CỤM CHÍNH CỦA MÁY UỐN ỐNG 30 4.1 TÍNH TỐN ĐỘNG LỰC HỌC : 30 4.1.1 Cơ sở q trình tính tốn : 30 4.1.2 Phân tích q trình uốn ống : .30 4.1.3 Sơ đồ lực trình uốn : 31 4.1.4 Các tính tốn : .32 4.2 TÍNH CHỌN CÁC CỤM CHI TIẾT VÀ CÁC PHẦN TỬ LIÊN QUAN MÁY UỐN ỐNG: 36 4.2.1 Tính chọn phần tử thủy lực: 36 4.2.1.1 Xilanh truyền động (cơ cấu chấp hành) .38 4.2.1.2 Tính chọn xilanh kéo má động 39 4.2.1.3 Tính chọn xilanh kéo .40 4.2.1.4 Tính chọn xilanh kẹp má động má tĩnh 42 4.2.1.5 Tính chọn xilanh dẫn động chày uốn xilanh dẫn hướng đầu kẹp má kẹp tĩnh 44 4.2.2 Tính tốn tổn thất hệ thống .45 4.2.2.1 Tổn thất áp suất qua van .45 4.2.2.2 Tổn thất áp suất ống dẫn 46 4.2.2.3 Các tổn thất thể tích hệ thống 47 4.3 TÍNH CHỌN CƠNG SUẤT BƠM DẦU VÀ CÔNG SUẤT ĐỘNG CƠ ĐIỆN 47 4.3.1 Một số vấn đề tính chọn thơng số bơm 47 4.3.2 Chọn bơm 48 4.3.2.1 Bơm bánh 48 4.3.2.2 Bơm piston 49 4.3.2.3 Bơm trục vít .50 4.3.2.4.Bơm cánh gạt 51 4.3.3 Lưu lượng bơm 52 4.3.4 Áp suất bơm .52 4.3.5 Công suất bơm 53 4.3.6 Tính cơng suất động điện .53 4.4 GIỚI THIỆU CÁC PHẦN TỬ THUỶ LỰC KHÁC TRONG MÁY .53 4.4.1 Van tràn van an toàn 53 4.4.2.Tính tốn van cản .60 4.4.3 Van đảo chiều 63 4.4.4 Van tiết lưu 63 SVTH : Trần Đình Sang – 14C1A GVHD: PGS.TS Đinh Minh Diệm Trang 122 Thiết kế máy uốn ống 4.4.5 Van giảm áp 64 4.4.6 Tính chọn ống dẫn dầu 65 4.4.6.1 Yêu cầu ống dẫn .65 4.4.6.2 Tính tốn ống dẫn : .65 4.4.7 Chọn lọc dầu cho hệ thống 66 4.4.7.1 Lọc thô 67 4.4.7.2 Lọc tinh .67 4.4.8 Thiết kế bể chứa dầu 68 4.4.8.1 Cấu tạo 69 4.4.8.2 Kích thước .69 4.4.8.3 Cách bố trí 70 4.4.8.4 Tấm ngăn 70 4.4.9 Bảo dưỡng 70 4.4.10 Chọn dầu 71 4.5 TÍNH TỐN SỨC BỀN MỘT SỐ CHI TẾT MÁY 72 4.5.1 Tính chọn truyền xích 72 4.5.1.1.Chọn loại xích .73 4.5.1.2 Tính số đĩa xích 73 4.5.1.3 Tính bước xích .73 4.5.1.4 Tính đường kính vịng chia đĩa xích 75 4.5.1.5 Tính chiều dài xích số mắt xích .75 4.5.1.6 Tính lực tác dụng lên trục 76 4.5.2 Thiết kế trục .76 4.5.2.1 Tính gần trục .76 4.5.2.2 Tính xác trục .78 4.5.3 Tính then 80 4.5.4 Tính chọn gối đỡ trục 80 CHƯƠNG 5: LẬP QUI TRÌNH CƠNG NGHỆ GIA CƠNG CHI TIẾT PISTON CỦA XILANH THỦY LỰC 83 5.1 XÁC ĐỊNH DẠNG SẢN XUẤT VÀ TẠO PHÔI 83 5.1.1 Phân tích yêu cầu kỹ thuật kết cấu cho chi tiết gia công 83 5.1.2 Định dạng sản xuất : 84 5.1.3 Phương pháp chế tạo phôi 86 5.1.3.1 Vật liệu chế tạo phôi 86 5.1.3.2 Phương pháp chế tạo phôi 86 5.2 THIẾT KẾ QUY TRÌNH CƠNG NGHỆ GIA CƠNG CHI TIẾT PISTON CỦA XILANH THỦY LỰC 87 5.2.1 Phân tích chuẩn lập trình tự gia cơng 87 5.2.1.1 Xác định đường lối công nghệ 87 5.2.1.2 Lập tiến trình cơng nghệ .87 5.2.1.3 Phân tích chuẩn định vị 87 5.2.1.4 Trình tự gia cơng 88 5.2.2 Nội dung nguyên công 88 CHƯƠNG 6: THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN MÁY 106 6.1 LỰA CHỌN PHƯƠNG PHÁP ĐIỀU KHIỂN 106 SVTH : Trần Đình Sang – 14C1A GVHD: PGS.TS Đinh Minh Diệm Trang 123 Thiết kế máy uốn ống 5.1.1 Điều khiển kết nối cứng .106 5.1.2 Điều khiển khả lập trình (PLC) 106 6.2 GIỚI THIỆU VỀ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN PLC .108 6.2.1 Bộ xử lý trung tâm .108 6.2.2 Bộ nhớ 108 6.2.3 Giao diện xuất nhập 108 6.2.4 Bộ nguồn 109 6.2.5 Thiết bị lập trình 109 6.3 LỰA CHỌN CÁC PHẦN TỬ ĐIỀU KHIỂN 109 6.3.1 Nút ấn 109 6.3.2 Cơng tắc hành trình 109 6.3.3 Van đảo chiều .110 6.3.4 Cảm biến đo vị trí 110 6.4 BỘ ĐIỀU KHIỂN PLC S7-200 CPU 224 111 6.4.1 Giới thiệu khiển PLC S7-200 CPU 224 111 6.4.2 Kết nối dây PLC thiết bị ngoại vi 112 6.5 THIẾT KẾ CHƯƠNG TRÌNH PLC ĐIỀU KHIỂN MÁY UỐN ỐNG 114 6.5.1 Biểu đồ trạng thái máy 114 6.5.2 Sơ đồ nối dây CPU 115 6.5.3 Chương trình PLC điều khiển máy .116 CHƯƠNG 7: CÁC QUY PHẠM AN TOÀN TRONG SỬ DỤNG VÀ BẢO DƯỠNG MÁY 117 7.1 AN TOÀN LAO ĐỘNG KHI SỬ DỤNG MÁY .117 7.1.1 Đối với người sử dụng : 117 7.1.2 Đối với máy: 117 7.2 HƯỚNG DẪN SỬ DỤNG: .117 7.3 BÔI TRƠN VÀ BẢO DƯỠNG MÁY : 118 SVTH : Trần Đình Sang – 14C1A GVHD: PGS.TS Đinh Minh Diệm Trang 124 Thiết kế máy uốn ống DANH SÁCH CÁC BẢNG VÀ HÌNH VẼ Bảng 1.1: Thông số phôi ống thép đen Bảng 1.2: Thông số phôi ống mạ kẽm Bảng 4.1: Bảng tổn hao áp suất qua van 92 Bảng 5.1: Chế độ cắt nguyên công 97 Bảng 5.2: Chế độ cắt nguyên công 102 Bảng 5.3: Chế độ cắt nguyên công 49 Hình 1.1: Các sản phẩm ống mỹ nghệ dùng sinh hoạt Hình 1.2: Coil Panel dùng nhà máy nhiệt điện Hình 1.3: 2-head bender M/C Hình 1.4: Máy uốn ống C-Frame Hình 1.5: Máy CNC Bending M/C Hình 1.6: Máy NC tube bending M/C .8 Hình 1.7: Máy uốn ống CNC Hình 1.7: Puly uốn Hình 1.8: Má kẹp Hình 1.9: Chày uốn 10 Hình 2.1: Sơ đồ biến dạng đơn tinh thể .11 Hình 2.2: Mối quan hệ tính chất học mức độ biến dạng 14 Hình 2.3: Biểu đồ ứng suất - biến dạng điển hình kim loại .14 Hình 2.4: Hình dạng phơi trước sau uốn .15 Hình 2.5: Hình dạng phơi sau uốn 16 Hình 2.6: Biến dạng đàn hồi sau uốn 17 Hình 3.1: Sơ đồ nguyên lý uốn kiểu ép đùn .20 Hình 3.2: Sơ đồ nguyên lý uốn kiểu kéo quay 21 Hình 3.3: Sơ đồ nguyên lý uốn kiểu có chày uốn 22 Hình 3.4: Sơ đồ nguyên lý uốn kiểu trục lăn 23 Hình 3.5: Sơ đồ phương án dùng hộp giảm tốc truyền bánh 24 Hình 3.6: Sơ đồ phương án dùng hộp giảm tốc truyền đai .25 Hình 3.7: Sơ đồ phương án dùng truyền xích xilanh thủy lực .26 Hình 3.8: Sơ đồ máy dùng xylanh 26 Hình 3.9: Sơ đồ máy dùng xilanh 27 Hình 3.10: Sơ đồ hệ thống thủy lực cho toàn máy uốn ống .28 Hình 3.11: Sơ đồ nguyên lý máy uốn ống 29 Hình 4.1: Quá trình kẹp 30 Hình 4.2: Quá trình uốn 30 Hình 4.3: Sơ đồ lực trình uốn 31 Hình 4.4: Mặt cắt phôi uốn .33 Hình 4.5: Sơ đồ lực tính tốn lực kéo má động 35 Hình 4.6: Cấu tạo xilanh tác dụng kép có cần piston phía 38 Hình 4.7: Sơ đồ phân tích lực tính tốn xilanh kéo uốn 39 Hình 4.8: Sơ đồ phân tích lực tính tốn xilanh kéo .40 Hình 4.9: Sơ đồ phân tích lực tính tốn xilanh kẹp 42 Hình 4.10: Sơ đồ phân tích lực tính tốn xilanh chày uốn .44 Hình 4.11: Sơ đồ nguyên lý bơm bánh ăn khớp .48 SVTH : Trần Đình Sang – 14C1A GVHD: PGS.TS Đinh Minh Diệm Trang 125 Thiết kế máy uốn ống Hình 4.12: Sơ đồ nguyên lý bơm piston hướng tâm 50 Hình 4.13: Sơ đồ nguyên lý bơm trục vít 50 Hình 4.14: Sơ đồ nguyên lý bơm cánh gạt đơn 51 Hình 4.15: Sơ đồ nguyên lý bơm cánh gạt kép 52 Hình 4.16: Ký hiệu van tràn van an toàn 54 Hình 4.17: Kết cấu van điều chỉnh áp suất cấp .54 Hình 4.18: Ký hiệu van cản .60 Hình 4.19: Ký hiệu van đảo chiều 4/3 .63 Hình 4.20: Ký hiệu van tiết lưu 64 Hình 4.21: Kết cấu nguyên lí van giảm áp 64 Hình 4.22: Kết cấu lọc lưới 67 Hình 4.23: Kết cấu lọc tinh .68 Hình 4.24: Kết cấu bể chứa dầu .69 Hình 4.25: Cấu tạo xích ống lăn 73 Hình 4.26: Sơ đồ bố trí xích kéo 75 Hình 4.27: Biểu đồ mômen 77 Hình 4.28: Sơ đồ tính phản lực gối đỡ 81 Hình 5.1: Bản vẽ chi tiết piston thủy lực .83 Hình 5.2: Bản vẽ lồng phơi chi tiết piston thủy lực 86 Hình 5.3: Sơ đồ gá đặt cho nguyên công 88 Hình 5.4: Sơ đồ gá đặt cho ngun cơng .93 Hình 5.5: Sơ đồ gá đặt cho ngun cơng 100 Hình 5.6: Sơ đồ kiểm tra độ khơng vng góc lỗ Ø40 mặt đầu 103 Hình 6.1: Điều khiển kết nối cứng 106 Hình 6.2: Điều khiển khả trình 107 Hình 6.3: Cấu tạo ký hiệu nút nhấn 109 Hình 6.4: Cơng tắc hành trình .110 Hình 6.5: Van đảo chiều 110 Hình 6: Cấu tạo ký hiệu cảm biến đo góc (Encoder) 111 Hình 6.7: Bộ điều khiển lập trình CPU 224 112 Hình 6.8: Sơ đồ kết nối PLC với nguồn cung cấp 112 Hình 6.9: Sơ đồ kết nối PLC với máy tính .113 Hình 6.10: Hình dáng cáp USP/PPI 113 Hình 6.11: Sơ đồ nối dây CPU 224 với nguồn ngoại vi 114 Hình 6.12: Biểu đồ trạng thái làm việc máy uốn ống 115 Hình 6.13: Sơ đồ mạch kết nối PLC .115 Hình 6.14: Chương trình PLC điều khiển máy 116 SVTH : Trần Đình Sang – 14C1A GVHD: PGS.TS Đinh Minh Diệm Trang 126 ... Tổng quan ống máy uốn ống • Cơ sở lý thuyết biến dạng dẻo công nghệ uốn ống • Phân tích, lựa chọn phướng pháp uốn cho máy uốn ống b Phần tính tốn, thiết kế máy • Thiết kế sơ đồ động máy • Xây... Diệm Trang Thiết kế máy uốn ống Trong máy uốn ống thiết bị uốn phân thành ba phần là: puly uốn, má kẹp chày uốn 1.3.1 Puly uốn Tùy thuộc vào đường kính ống uốn khác mà ta có loại puly uốn với vịng... Diệm Trang 19 Thiết kế máy uốn ống CHƯƠNG 3: PHÂN TÍCH VÀ LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ MÁY UỐN ỐNG 3.1 CÁC PHƯƠNG PHÁP UỐN ỐNG 3.1.1 Uốn theo kiểu ép đùn vào ống : Uốn kiểu ép đùn vào ống phương