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 THỦY LỰC Người hướng dẫn: Sinh viên thực hiện: ThS NGUYỄN THANH VIỆT NGUYỄN HOÀNG Đà Nẵng, 2017 Thiết kế máy cắt thép kiểu thủy lực TÓM TẮT Tên đề tài: Thiết kế máy cắt thép kiểu thủy lực Sinh viên thực hiện: Nguyễn Hồng Số thẻ SV: 101120110 Lớp: 12C1A Trong chương trình đào tạo trường đại học nói chung trường Đại Học Bách Khoa – Đại Học Đà Nẵng nói riêng sinh viên làm đồ án tốt nghiệp sau trải qua trình dài học tập tích lũy kiến thức nhiều lĩnh vực kiến thức chuyên ngành Đồ án tốt nghiệp dịp để sinh viên ôn lại kiến thức học có thời gian tìm hiểu thêm kiến thức làm hành trang vững chai trước trường cơng ty , xí nghiệp để cơng tác Với đề tài thiết kế máy cắt thép kiểu thủy lực giao học kỳ C C hướng dẫn thầy Nguyễn Thanh Việt, thầy Tào Quang Bảng thầy cô giáo khoa em có dịp tiếp xúc, tìm hiểu thiết kế lại máy phục vụ ngành khí Nhìn chung máy có kết cấu lớn Máy có nhiều cụng R L T DU kết cấu gần gũi, điễn hình mà thơng qua việc thiết kế lại giúp em ứng dụng kiến thức học Trong đồ án em giới thiệu đầy đủ phần lý thuyết tính tốn tỉ mỉ, cụ thể cụm kết cấu máy cắt thép kiểu thủy lực Thuyết minh đồ án gồm chương giới thiệu từ lý thuyết phương pháp cắt thép tấm, khâu thiết kế tính toán phần cuối hướng dẫn vận hành, bảo quản sửa chữa máy Đà Nẵng, ngày 02 tháng 12 năm 2017 Sinh viên thực Nguyễn Hoàng SVTH: Nguyễn Hoàng - 12C1A GVHD: Th.S Nguyễn Thanh Việt Thiết kế máy cắt thép kiểu thủy lực 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: Nguyễn Hoàng Số thẻ sinh viên: 101120110 Lớp: 12C1A Khoa: Cơ khí Ngành: Công Nghệ Chế Tạo Máy Tên đề tài đồ án:Thiết kế Máy cắt thép thủy lực Đề tài thuộc diện: ☐ Có ký kết thỏa thuận sở hữu trí tuệ kết thực Các số liệu liệu ban đầu: - Chiều dài lớn thép : 12 m - Chiều rộng lớn thép: m - Chiều dày lớn thép : 20mm - Vật liệu: thép CT38 Nội dung phần thuyết minh tính tốn: A Cơ sở lý thuyết C C R L T DU - Tìm hiểu kích thước, vật liệu loại thép thường dùng - Lựa chọn phương án thành lập sơ đồ động - u cầu an tồn lao động Tìm hiểu lý thuyết biến dạng thép trình cắt Tìm hiểu loại máy cắt thép Lý thuyết hệ thống điều khiển tự động PLC B Tính tốn, thiết kế Tính tốn động học động lực học toàn máy C Hướng dẫn sử dụng an toàn lao động Vận hành bảo dưỡng máy Các vẽ, đồ thị ( ghi rõ loại kích thước vẽ ): - Bản vẽ lựa chọn phương án : 1Ao Bản vẽ sơ đồ động : 1Ao Bản vẽ lắp toàn Máy : 3Ao Bản vẽ băng tải : 1Ao Bản vẽ số cụm kết cấu : 1Ao Bản vẽ sơ đồ hệ thống điều khiễn : 1Ao SVTH: Nguyễn Hoàng - 12C1A GVHD: Th.S Nguyễn Thanh Việt Thiết kế máy cắt thép kiểu thủy lực GV hướng dẫn: Th.S Nguyễn Thanh Việt Ngày giao nhiệm vụ đồ án: 21/08/2017 Ngày hoàn thành đồ án: 10/12/2017 Đà Nẵng, ngày 20 tháng năm 2017 Trưởng Bộ môn khoa Cơ khí Người hướng dẫn Nguyễn Thanh Việt C C R L T DU SVTH: Nguyễn Hoàng - 12C1A GVHD: Th.S Nguyễn Thanh Việt Thiết kế máy cắt thép kiểu thủy lực LỜI NÓI ĐẦU Cùng với phát triển khoa học nói chung ngành khí nói riêng Đòi hỏi người kỹ sư phải nắm vững kiến thức tương đối rộng Đồng thời phải biết vận dụng kiến thức học suốt năm để giải vấn đề cụ thể thường gặp sản xuất, sửa chữa sử dụng Do đồ án tốt nghiệp mục đích giúp hệ thống lại kiến thức học trước lúc trường Cùng với phát triển thời đại cơng nghiệp hóa, đại hóa ngành khí, nhu cầu sản xuất phải sử dụng máy móc độ xác cao, phải giảm sức lao động người, tăng suất lao động Nhằm đáp ứng nhu cầu đó, em nhận đề tài tốt nghiệp “Thiết kế máy cắt thép tấm” với nội dung sau: Chương 1: Giới thiệu chung thép Chương 2: Các loại máy cắt thép C C R L T Chương 3: Lý thuyết hệ thống điều khiển PLC Chương 4: Lựa chọn phương án thiết kế thành lập sơ đồ động Chương 5: Tính tốn động học tồn máy DU Chương 6: Tính tốn động lực học kết cấu máy Chương 7: Thiết kế hệ thống điều khiển Chương 8: An toàn vận hành máy Đề tài hoàn thành với hướng dẫn tận tình thầy giáo hướng dẫn Th.S Nguyễn Thanh Việt thầy cô khoa sư phạm kỹ thuật khoa khí Vì vấn đề tương đối lớn, người sinh viên, khơng tránh khỏi thiếu sót Em mong góp ý bảo thầy Em xin chân thành cảm ơn thầy hướng dẫn quý thầy cô khoa Cơ khí, khoa sư phạm kỹ thuật giúp em hoàn thành đồ án này! Đà Nẵng, Ngày 02 tháng 12 năm 2017 Sinh viên thiết kế Nguyễn Hoàng SVTH: Nguyễn Hoàng - 12C1A GVHD: Th.S Nguyễn Thanh Việt Thiết kế máy cắt thép kiểu thủy lực CAM ĐOAN Với hướng dẫn tận tình giáo viên hướng dẫn tham khảo tài liệu em hồn thành đồ án tốt nghiệp xin cam kết rằng: - Trong q trình hồn thành đồ án không chép từ đồ án cũ - Các số liệu, cơng thức trích dẫn từ tài liệu tham khảo đáng tin cậy - Tuân thủ quy định nhà trường đề cách thức trình bày đồ án - Nội dung phần đồ án giáo viên hướng dẫn cụ thể kiểm tra thường xun - Khơng trích dẫn, chép từ nguồn tài liệu chưa đòng ý tài liệu vi phạm pháp luật Sinh viên thực C C R L T Nguyễn Hoàng DU SVTH: Nguyễn Hoàng - 12C1A GVHD: Th.S Nguyễn Thanh Việt Thiết kế máy cắt thép kiểu thủy lực DANH MỤC HÌNH VẼ Trang H.1.1: Biểu đồ biến dạng dẻo kim loại H.1.2: Quá trinh cắt đứt vật liệu H.1.3: Sơ đồ tác dụng lực cắt H.2.1: Sơ đồ nguyên lý bố trí lưỡi dao nghiêng H.2.2: Lưỡi dao H.2.3: Sơ đồ nguyên lý bố trí lưỡi dao song song 10 H.2.4:Kết cấu dao cắt đĩa 11 H.3.1: Sơ đồ khối PLC 13 H.4.1: Sơ đồ nguyên lý máy cắt lưỡi dao nghiêng H.4.2: Sơ đồ nguyên lý máy cắt lưỡi dao song song H.4.3: Dùng xilanh thủy lực H.4.4: Dùng hai xilanh thủy lực C C R L T 17 17 18 19 H.4.5: Dùng ba xilanh thủy lực 19 H.4.6: Kẹp chặt trọng lượng khối kim loại 20 H.4.7: Sơ đồ kẹp chặt thủy lực 21 DU H.4.8: Sơ đồ kẹp phơi lị xo chịu nén H.4.9: Hệ thống cấp phôi xilanh thủy lực H.4.10: Sơ đồ cấp phôi hệ thống băng tải H.4.11: Sơ đồ cấp phôi cặp lô cán H.4.12: Sơ đồ đo cơng tắc hành trình H.4.13: Sơ đồ đo cảm biến hồng ngoại H.4.14: Sơ đồ đo cảm biến đo độ dài H.5.1: Sơ đồ xác định hành trình dao 21 23 24 25 25 26 27 29 H.5.2: Sơ đồnguyên lý phận cấp phôi H.6.1: Sơ đồ xác định kích thước xilanh H.6.2: Sơ đồ nguyên lý bơm cành gạt kép H.6.3: Kết cấu van tràn H.6.4: Kết cấu van tiết lưu H.6.5: Kết cấu van bi chiều H.6.6: Kết cấu van giảm áp H.6.7: Kết cấu lưỡi dao H.6.8: Kết cấu bàn trượt gá dao 30 35 41 43 43 44 44 47 48 H.6.10: Kết cấu lăn hệ thống cấp phôi 49 SVTH: Nguyễn Hoàng - 12C1A GVHD: Th.S Nguyễn Thanh Việt Thiết kế máy cắt thép kiểu thủy lực H.6.11:Biểu đồ mô men lực tác dụng lên trục I 71 H.6.12:Biểu đồ mô men lực tác dụng lên trục II 73 H.6.13: Biểu đồ mô men tác dụng lên trục III 75 H.6.14: Biểu đồ lực tác dụng lên ổ 82 H.6.15: Biểu đồ lực tác dụng lên ổ trục II 83 H.6.16: Biểu đồ lực tác dụng lên ổ trục III 84 H.7.1: Sơ đồ điều khiển máy 88 H.7.2: Biểu đồ trạng thái hệ thống điều khiển 89 H.7.3- Chương trình điều khiển 90 C C R L T DU SVTH: Nguyễn Hoàng - 12C1A GVHD: Th.S Nguyễn Thanh Việt Thiết kế máy cắt thép MỤC LỤC MỞ ĐẦU CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU CHUNG VỀ THÉP TẤM 1.1 Nhu cầu sử dụng thép tấm: 1.2 Cơ sở lý thuyết cắt kim loại: 1.2.1 Các đặc điểm kỹ thuật sản phẩm: 1.2.2 Cơ sở lý thuyết trình cắt thép tấm: CHƯƠNG 2: TÌM HIỂU CÁC LOẠI MÁY CẮT THÉP TẤM 2.1 Cắt máy cắt có lưỡi dao chuyển động tinh tiến: 2.2 Cắt máy cắt có lưỡi dao chuyển động quay: 10 2.3 Máy cắt kiểu chấn động: 12 CHƯƠNG 3: LÝ THUYẾT HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN PLC 13 C C 3.1 Giới thiệu hệ thống điều khiển PLC: 13 R L T 3.2 Sơ đồ khối điều khiển PLC: 13 3.3 Lập trình thiết bị logic chuẩn 14 DU 3.4 Nội dung chương trình điều khiển 15 CHƯƠNG 4: LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN VÀ THÀNH LẬP SƠ ĐỒ ĐỘNG 17 4.1 Bố trí dao: 17 4.1.1 Bố trí dao nghiêng 17 4.1.2 Bố trí dao song song 17 4.2 Chọn số xi lanh: 18 4.2.1 Dùng xi lanh: 18 4.2.2 Dùng hai xi lanh: 19 4.2.3 Dùng ba xi lanh: 19 4.3 Bộ phận kẹp chặt: 20 4.3.1 Kẹp phơi trọng lực khối kim loại 20 4.3.2 Kẹp chặt hệ thống thuỷ lực dầu ép khí nén 21 4.3.3 Kẹp chặt hệ thống lò xo chịu nén gắn lên lưỡi dao : 21 4.4 Hệ thống cấp phôi: 23 4.4.1 Cấp phôi hệ thống xilanh - piston khí nén : 23 4.4.2 Hệ thống cấp phôi dùng băng tải: 24 4.4.3 Hệ thống cấp phôi dùng cặp lăn: 25 4.5 Cơ cấu đo chiều dài phôi: 25 SVTH: Nguyễn Hoàng – Lớp 12C1A GVHD: Th.S Nguyễn Thanh Việt Thiết kế máy cắt thép 4.5.1 Đo chiều dài công tăng hành trình: 25 4.5.2 Sử dụng cảm biến hồng ngoại 26 4.5.3 Dùng cảm biến đo độ dài 27 4.6 Cơ cấu đỡ phôi: 27 CHƯƠNG 5: TÍNH TỐN ĐỘNG HỌC TOÀN MÁY 29 5.1 Dao cắt: 29 5.1.1 Tính tốn sơ chiều dài lưỡi dao: 29 5.1.2 Xác định hành trình dao nghiêng 29 5.1.3 Xác định vận tốc thời gian cắt đầu dao : 30 5.1.4 Xác định thời gian xuống đầu dao : 30 5.2 Chọn sơ vận tốc cấp phôi vào: 30 CHƯƠNG 6: TÍNH TỐN ĐỘNG LỰC HỌC VÀ KẾT CẤU MÁY 32 C C 6.1 Tính tốn hệ thống thuỷ lực: 32 R L T 6.1.1 Tính tốn xy lanh tạo lực cắt: 33 6.1.2 Tính tốn xi lanh kẹp chặt: 35 6.1.3 Tính tổn thất hệ thống thủy lực 36 DU 6.1.4 Tính tốn lựa chọn thông số bơm 39 6.1.5 Xác định tiết diện ống dẫn dầu : 41 6.1.6 Phân tích chọn loại dầu hệ thống 42 6.1.7 Chọn phần tử thuỷ lực khác: 43 6.2 Tính tốn thơng số lưỡi dao bàn trượt gá dao 45 6.2.1 Chọn vật liệu chế tạo dao cắt: 45 6.2.2 Các thông số dao bàn trượt gá dao 46 6.2.3 Kiểm nghiệm sức bền dao gá lên bàn dao 48 6.3 Tính tốn hệ thống cấp phơi: 49 6.3.1 Xác định số lượng lăn sàn lăn kích thước sơ chúng 49 6.3.2 Tính lực kéo phơi thép tang dẫn động 49 6.3.3 Tính chọn động cơ: 50 6.4 Tính tốn hệ thống sản phẩm 51 6.5 Thiết kế hộp giảm tốc: 52 6.5.1 Phân phối tỷ số truyền 52 6.5.2 Công suất trục 53 6.5.3 Thiết kế truyền hộp 54 SVTH: Nguyễn Hoàng – Lớp 12C1A GVHD: Th.S Nguyễn Thanh Việt Thiết kế máy cắt thép Điều kiện bền cắt then:  c = 2.M x   c (N/mm2) d b.l Trong : M x - momen xoắn cần truyền, N/mm d – đường kính trục, mm l – chiều dài then, mm b – chiều rộng then, mm k t – biểu thị phần then lắp rãnh trục rãnh mayo, mm Các kích thước d, l, b, k, t tra bảng 7-23  d ,  c ứng suất dập cắt thực tế, N/mm2  d ,  c ứng suất dập cắt cho phép, N/mm2  d = 150 (N/mm2 )( tra bảng 7-20 )  c = 120 (N/mm Trục : C C R L T ) ( tra bảng 7-21 ) DU Ta tra bảng 7-23, với đường kính d = 30 (mm) Ta có số liệu sau: Kích thước then b = 8; h = 7; t = 4; t =3,1; k = 3,5; lấy chiều dài làm việc then l = 32 mm Kiểm nghiệm sức bền dập : d = 2.Mx 2.48983 = = 23,2 (N/mm2 ) <  d d k l 30.4,4.32 Kiểm nghiệm sức bền cắt : c = 2.Mx 2.48983 = = 12,7 (N/mm2 )<  c d b.l 30.8.32 Trục : Tại đoạn trục 1-1, có đườn kính d = 35 mm Tra bảng 7-23 ta có : Kích thước then b = 10; h = 8; t = 4,5; t = 3,6 ; k = 4,4; lấy chiều dài làm việc then l = 38 mm Kiểm nghiệm sức bền dập : d = 2.Mx 2.109889 = = 37,6 (N/mm2 ) <  d d k l 35.4,4.38 SVTH: Nguyễn Hoàng – Lớp 12C1A GVHD: Th.S Nguyễn Thanh Việt Trang 80 Thiết kế máy cắt thép Kiểm nghiệm sức bền cắt : c = 2.Mx 2.109889 = = 16,5 (N/mm2 )<  c d b.l 35.10.38 Trục : Ta tra bảng 7-23, với đường kính d = 40 mm Ta có số liệu sau: Kích thước then b = 14; h = 9; t = 5; t =4,1; k = 5; lấy chiều dài làm việc then l = 44 mm Kiểm nghiệm sức bền dập : d = 2.Mx 2.129203 = = 29,4 (N/mm2 ) <  d d k l 40.5.44 Kiểm nghiệm sức bền cắt : c = C C 2.Mx 2.129203 = = 10,5 (N/mm2 )<  c d b.l 40.14.44 R L T 6.5.7 Khớp nối Khớp nối trục dùng để cố định trục trục tang dẫn động Chỉ dừng DU máy, tháo khớp nối trục trục tháo rời Ở ta chọn nối trục vịng đàn hồi có ưu điểm sau : Kết cấu đơn giản, dễ chế tạo -Giá thành rẻ -Giảm va đập chấn động -Đề phòng cộng hưởng dao động xoắn gây -Bù lại độ lệch trục -Căn vào momen xoắn M x3 trục theo bảng 9-11 ta có kích thước nối trục vịng đàn hồi : M x = 935104,17 (N.mm); D = 170 (mm) ; d = 40 (mm) ; d = 36 (mm) ; l  112 (mm) C = (mm) ; nmax = 3350 (vg/ph) Chốt : d c = 18 (mm); lc = 42 (mm) ; ren M12 ; số chốt Z = Vòng đàn hồi : Dv = 35 (mm) ; lv = 36 (mm) -Kiểm tra sức bền Kiểm tra sức bền dập cảu vòng đàn hồi SVTH: Nguyễn Hoàng – Lớp 12C1A GVHD: Th.S Nguyễn Thanh Việt Trang 81 Thiết kế máy cắt thép d = 2.K M x   d Z D lv dc Trong : K = 1,2 hệ số tải trọng động Z – số chốt D - đường kính vòng tròn qua tâm chốt D0 = D − d − (10 : 20)mm d - đường kính lỗ lắp chốt dc - đường kính chốt lv - chiều dài tồn vịng đàn hồi  d - ứng suất dập cho phép vòng cao su, lấy  d C C N/mm2 Khi ta tính :  d = = (2-3) R L T 2.1,2.279914 = 1,4 thỏa mãn điều kiện 6.124.36.18 DU Điều kiện sức bền uốn chốt : u = K M x lc   u 0,1.Z dc D Trong : lc - chiều dài chốt  u - ứng suất uốn cho phép chốt, lấy  u = (60 – 80) N/mm2 Khi :  u = 1,2.279914.42 = 32,5 (N/mm2) 0,1.6.183.124 Vậy chốt vòng đàn hồi đủ bền 6.5.8 thiết kế gối đỡ trục Trục : Dự kiến chọn ổ bi đỡ chặn, ký hiệu 36000, có SVTH: Nguyễn Hồng – Lớp 12C1A  = 12o GVHD: Th.S Nguyễn Thanh Việt Trang 82 Thiết kế máy cắt thép Hình 6.14- Biểu đồ lực tác dụng lên ổ Hệ số khả làm việc tính theo công thức 8-1 : C = Q ( nh )0,3  C bang Ổ đỡ chặn: Q= ( Kv R + m At ) K n Kt Trong : R – tải trọng hướng tâm At – tải trọng dọc trục, daN C C R L T m – hệ số chuyển tải trọng dọc trục tải trọng hướng tâm ( bảng 8-2 ) Kt - hệ số tải trọng động (bảng 8-3) DU K n - hệ số nhiệt độ (bảng 8-4) Kv - hệ số xét đến vòng ổ vòng quay (bảng 8-5) Ta có : At = SB + P − S = 142 + 205 − 603 = −256 a1 A S = 1,3.R tg  = 1,3.2181.tg12 = 603 (N) A A S B = 1,3.RB tg  = 1,3.512,5.tg120 = 142 (N) R = R + R = 9162 + 19792 = 2181 (N) A Ax Ay + R = 4352 + 2712 = 512,5 (N) RB = RBx By Ổ bi đỡ chặn : m = 1,5 ; Kt =1 ; K n =1 ; Kv =1 At hướng bên phải Vì lực hướng tâm gối gần nhau, nên ta tính gối trục bên phải, gối lấy loại Q = (512,5 + 1,5.256).1.1 = 896,5 N, C = 89,65.(580 : 8000)0,3 = 8964 SVTH: Nguyễn Hoàng – Lớp 12C1A GVHD: Th.S Nguyễn Thanh Việt Trang 83 Thiết kế máy cắt thép 0,1 Tra bảng 8-7, ta có : n = 320 (vòng/phút) , ( nh ) = 89 1 n =400 (vòng/phút) , ( nh )0,1 = 95,5 2 95,5 −89 ( 350 −320 ) = 91, ( )0,3 = 89 + 400 −320 Với n = 350 vịng/phút ta có : nh Suy : C = 89,65.91,4 = 8194 Tra bảng 17P, chọn ổ ký hiệu 36305 đường kính d = 25 (mm), C = 38000 , bang đường kính ngồi D = 62 (mm), chiều rộng ổ B =17 (mm) Trục Sơ đồ chọn ổ trục : C C R L T DU Hình 6.15- Biểu đồ lực tác dụng lên ổ trục Cũng dùng công thức 8-1 8-6 trên, n = 91 (vòng/phut) Ta có : At = S + P − P C a1 a2 − SD = 683 + 205 − 600 − 812 = −524 S = 1,3.R tg  = 1,3.2472.tg120 = 683 N C C S D = 1,3.RD tg  = 1,3.2937.tg120 = 812 N R = R + R = 20542 + 13752 = 2472 N C Cx Cy RD = + R = 28972 + 4852 = 2937 N RDx Dy Ổ bi đỡ chặn : m = 1,5 ; Kt =1 ; Kn =1 ; Kv =1 At hướng bên trái Vì lực hướng tâm gối gần nhau, nên ta tính gối trục bên trái, gối lấy loại Q = (812 + 1,5.524).1.1 = 1598 N = 159,8 daN, C = 621,95.(151: 8000)0,3 SVTH: Nguyễn Hoàng – Lớp 12C1A GVHD: Th.S Nguyễn Thanh Việt Trang 84 Thiết kế máy cắt thép Với n = 91 (vịng/phút) ta có : Suy : C = 621,95.67,7 = 42106 Tra bảng 17P, chọn ổ ký hiệu 36306 đường kính d = 30 (mm), C = 38000 , bang đường kính D = 72 (mm), chiều rộng ổ B =19 (mm) Trục C C Hình 6.16- Biểu đồ lực tác dụng lên ổ trục R L T Cũng dùng công thức 8-1 8-6 trên, n = 48 (vịng/phút) Ta có : At = SF − P − SE = 1384 − 1422 − 566 = −604 a4 DU S E = 1,3.R E tg  = 1,3.1139.tg120 = 315 N S F = 1,3.RF tg  = 1,3.2796.tg120 = 773 N RE = REx + REy2 = 11392 + 22 = 1139 N RF = RFx2 + RFy2 = 24612 + 13282 = 2796 N Ổ bi đỡ chặn : m = 1,5 ; Kt =1 ; K n =1 ; Kv =1 At hướng bên trái Vì lực hướng tâm gối gần nhau, nên ta tính gối trục bên phải, cịn gối lấy loại Q = ( 773 + 1,5.315).1.1 = 1245 N = 124,5 daN, C = 124,5.(nh)0,3 ( )0,3 = 29 Với n = 29 (vịng/phút) ta có : nh Suy : C = 229.29 =6641 Tra bảng 17P, chọn ổ ký hiệu 36308 đường kính d = 40 mm, C = 60000 , bang đường kính ngồi D = 90 mm, chiều rộng ổ B = 23 mm SVTH: Nguyễn Hoàng – Lớp 12C1A GVHD: Th.S Nguyễn Thanh Việt Trang 85 Thiết kế máy cắt thép 6.5.9.Chọn kiểu lắp ổ lăn Tuổi thọ ổ lăn phụ thuộc vào nhiều vào việc lắp ghép vòng ổ vào trục vỏ hộp Kiểu lắp ổ lăn trục vỏ hộp phụ thuộc vào chế độ làm việc dạng chịu tải ổ Khi chọn kiểu lắp cần quan tâm đến độ xác ổ lăn, để chọn để chọn độ xác đường kính trục đường kính lỗ gối đỡ cho thích hợp Chọn độ xác cao mức làm tăng giá thành gia công Lực tác dụng lên ổ hộp giảm tốc có phương điểm đặt khơng thay đổi Khi trục quay, điểm thuộc vòng chịu tải trọng điều hịa, số điểm thuộc vịng ngồi phải chịu tải trọng cục Do ta lắp chặt vòng với trục , đảm bảo ứng suất điểm vịng cảu ổ có chu kỳ tuần hồn Cịn vịng ngồi ta ắp lỏng với gối đỡ vỏ hộp, để làm việc vòng ngồi ổ C C xoay qua lại ít, làm thay đổi điểm chịu tải cục vòng ổ Lắp vòng R L T với trục, tải trọng tĩnh : chọn kiểu lắp k6 Lắp vịng ngồi với gối vỏ hộp, với tải trọng trung bình : chọn liểu lắp K7 DU Cố định trục theo phương dọc trục Để cố định trục theo phương dọc trục ta dùng nắp ổ điều chỉnh khe hở của ổ đệm kim loại nắp ổ thân hộp giảm tốc Nắp ổ lắp với thân hộp giảm tốc vít, loại nắp dễ chế tạo dễ lắp ghép Bôi trơn ổ lăn -Bôi trơn phận ổ nhằm mục đích giảm ma sát, chống mịn, tạo điều kiện thoát nhiệt tốt, bảo vệ bề mặt làm việc chi tiết không bị ghỉ, giảm tiếng ồn bảo vệ ổ khỏi bụi bặm -Bộ phận ổ bôi trơn mỡ, vận tốc truyền bánh thấp, khơng thể dùng phương pháp bắn tóe để hắt dầu hộp vào bôi trơn phận ổ Dùng mớ loại T ứng với nhiệt độ làm việc từ 60-1000C vận tốc 1500 vong/phut Lượng mỡ chứa 2/3 chỗ rỗng phận ổ Để mỡ không chạy ngồi ngăn khơng cho dầu rơi vào phận ổ, ta làm vịng chắn dầu -Che kín ổ lăn -Lót kín phận ổ có mục đích bảo vệ ổ khỏi bụi bặm, chất bẩn, phoi kim loại tạp chất khác xâm nhập vào ổ, chất làm ổ chóng mịn han ghỉ Ngồi lót kín cịn dùng để đề phịng dầu chảy ngồi SVTH: Nguyễn Hồng – Lớp 12C1A GVHD: Th.S Nguyễn Thanh Việt Trang 86 Thiết kế máy cắt thép Hiện che kín ổ lăn có nhiều kiểu cấu tạo khác nhau, vòng phớt dùng rộng rãi Vòng phớt lắp vào rãnh hình thang, có cấu tạo đơn giản 6.5.10 Cấu tạo vỏ hộp chi tiết máy khác Vỏ hộp Chọn vỏ hộp đúc, mặt ghép nắp thân mặt phẳng qua đường tâm trục để Bảng 10-9[8] cho phép ta tính dược kích thước phần tử cấu tạo vỏ hộp sau : Chiều dày thành thân hộp  = 0,025.A + = 0,025.152 + = mm Ta lấy  = mm Chiều dày thành nắp hộp  = 0,02.A + = 0,02.152 + = 6,1 Ta lấy  = mm C C Chiều dày mặt bích thân b = 1,5. = 1,5.8 = 12 mm R L T Chiều dày mặt bích nắp b = 1,5. = 1,5.8 = 12 mm 1 DU Chiều dáy đế hộp khơng có phần lồi p = 2,35. = 2,35.8 = 18,8 mm Chiều dày gân thân hộp : m = (0,85 ÷ 1) δ = mm Chiều dày gân nắp hộp : m1 = (0,85 ÷ 1) δ1 = mm Đường kính bulong dn = 0,036 A + 12 = 18 mm Đường kính bulông cạnh ổ d = 0,7.dn = 14 mm Đường kính bulơng ghép mặt bích vào thân : d2 = (0,5 ÷ 0,6)dn = 10 mm Đường kính bulơng ghép nắp ổ d3 = (0,4 ÷ 0,5)dn= mm Ghép nắp cửa thăm d4 = (0,3 ÷ 0,4)dn= mm Khoảng cách C từ mặt vỏ đến tâm bulong C = 20 mm 1 Khoảng cách C từ tâm bulong đến cạnh ngồi bích C = 17 mm 2 Đường kính bulong vịng chọn theo trọng lượng hộp giảm tốc, với khoảng cách trục 158 x 205 mm, tra bảng 10-11a 10 -11b Ta chọn bulong M12 Số lượng bulong n = L + B = 700 + 300 = 200 200 Trong : L chiều dài hộp , lấy sơ 700 mm B chiều rộng hộp, lấy sơ 300 mm SVTH: Nguyễn Hoàng – Lớp 12C1A GVHD: Th.S Nguyễn Thanh Việt Trang 87 Thiết kế máy cắt thép C C R L T DU SVTH: Nguyễn Hoàng – Lớp 12C1A GVHD: Th.S Nguyễn Thanh Việt Trang 88 Thiết kế máy cắt thép CHƯƠNG 7: THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN 7.1 Sơ đồ nguyên lý: A- BY0 X0 A+ Y1 B+ C C X1 S0 R L T M DU Hình 7.1- Sơ đồ điều khiển máy 7.2 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 chiều dài 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 cơng tắc hành trình X1 tác động làm pít tơng xy lanh cắt B xuống Đến cắt xong chạm công 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: Nguyễn Hoàng – Lớp 12C1A GVHD: Th.S Nguyễn Thanh Việt Trang 89 Thiết kế máy cắt thép 7.3 Biểu đồ trạng thái: Xilanh A Xilanh B 10 + CTHT X1 Cỉỵ S0 Â K/â S + CTHT Y0 CTHT Y1 CTHT X0 ÂC C C R L T DU N Hình 7.2- Biểu đồ trạng thái hệ thống điều khiển SVTH: Nguyễn Hoàng – Lớp 12C1A GVHD: Th.S Nguyễn Thanh Việt Trang 90 Thiết kế máy cắt thép 7.4 Chương trình điều khiển: X401 X400 X402 Y430 Y430 Y431 X401 Y431 Y432 X403 Y433 Y433 Y434 X404 X407 R L Y435 X405 Y435 C C C460 Y434 T U D X406 RESET C460 K(SP) X405 OUT END Hình 7.3 - Chương trình điều khiển SVTH: Nguyễn Hoàng – Lớp 12C1A GVHD: Th.S Nguyễn Thanh Việt Trang 91 Thiết kế máy cắt thép CHƯƠNG 8: 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 -Nắm kiến thức vật liệu cắt C C 8.1 Trước làm việc: R L T -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 8.2.Trong 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 phôi, 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 SVTH: Nguyễn Hồng – Lớp 12C1A GVHD: Th.S Nguyễn Thanh Việt Trang 92 Thiết kế máy cắt thép 8.3 Sau làm việc: 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: Nguyễn Hoàng – Lớp 12C1A GVHD: Th.S Nguyễn Thanh Việt Trang 93 Thiết kế máy cắt thép TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Cơng nghệ chế tạo phơi, Hồng Minh Cơng, ĐHBK Đà Nẵng(1998) [2] Công nghệ dập nguội, Lê Nhương, NXB Khoa học & kỹ thuật Hà Nội [3] Cơ sở thiết kế máy, Vũ Thị Hạnh, ĐHBK Đà Nẵng [4] Điều khiển tự động khí nén lập trình PLC, Trần Xuân Tuỳ -Trần Ngọc Hải, ĐHBK Đà Nẵng [5] Hệ thống truyền động thủy khí, Trần Xuân Tùy- Trần Minh Chính – Trần Ngọc Hải, ĐHBK Đà Nẵng [6] Hệ thống điều khiển thuỷ lực, Nguyễn Ngọc Phương- Huỳnh Nguyễn Hoàng C C NXB Giáo dục 2001 R L T [7] Thiết kế chế tạo máy cán thép thiết bị nhà máy cán thép, Đỗ Hữu Nhơn - Đỗ Thành Dũng NXB Khoa học kỹ thuật DU [8] Thiết kế chi tiết máy, Nguyễn Trọng Hiệp-Nguyễn Văn Lẫm, NXB Giáo dục 2000 [9] Thiết lập vẽ đồ án chi tiết máy, Nguyễn Văn Yến, ĐHBK Đà Nẵng [10] Truyền dẫn thuỷ lực chế tạo máy, Phạm Xuân Mão- Nguyễn Tiến TrườngĐỗ Văn Thi-Hà Văn Vui, NXB Khoa học & kỹ thuật 2002 [11] Vật liệu kỹ thuật, Đinh Minh Diệm, ĐHBK Đà Nẵng [12] Vật Liệu Học, Nghiêm Hùng [13] Vẽ kỹ thuật, Nguyễn Độ, ĐHBK Đà Nẵng [14] Vẽ kỹ thuật khí (2 tập), Nguyễn Độ, ĐHBK Đà Nẵng SVTH: Nguyễn Hoàng – Lớp 12C1A GVHD: Th.S Nguyễn Thanh Việt Trang 94 .. .Thiết kế máy cắt thép kiểu thủy lực TÓM TẮT Tên đề tài: Thiết kế máy cắt thép kiểu thủy lực Sinh viên thực hiện: Nguyễn Hoàng Số thẻ SV: 101120110... truyền, thiết kế truyền xích hộp giảm tốc SVTH: Nguyễn Hoàng – Lớp 12C1A GVHD: Th.S Nguyễn Thanh Việt Trang Thiết kế máy cắt thép +Thiết kế cấu truyền động máy, thiết kế truyền máy, thiết kế trục,... Trang 17 Thiết kế máy cắt thép b Đặc điễm: Khi cắt dao song song lực cắt P tăng nhanh đạt giá trị cực đại sau giảm dần nên yêu cầu lực cắt cần thiết lớn, rung động * Kết luận: So với máy cắt dao