(Đồ án tốt nghiệp) thiết kế máy cắt thép tấm bằng 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 BẰNG THỦY LỰC Người hướng dẫn: Sinh viên thực hiện: ThS LƯU ĐỨC HÒA PHAN THANH TÚ Đà Nẵng, 2019 Thiết kế máy cắt thép thủy lực LỜI NÓI ĐẦU Cùng với phát triển khoa học nói chung ngành khí nói riêng Địi hỏi người cán kỹ thuật phải nắm vững 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, kĩ thuật đời sống 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 trướt vấn đề thực tế kĩ thuật 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 LR C C suất lao động Nhằm đáp ứng nhu cầu đó, em nhận đề tài tốt nghiệp: "THIẾT KẾ MÁY CẮT THÉP TẤM TỰ ĐỘNG" với nội dung sau: Chương 1: Nhu cầu sản xuất thép sở lý thuyết cắt kim loại Chương 2: Phân tích lựa chọn kết cấu máy hợp lý D U T- Chương 3: Thiết kế tính chọn kết cấu máy Chương 4: Thiết kế hệ thống điều khiển máy Chương 5: An toàn vận hành máy Đề tài hoàn thành với hướng dẫn tận tình thầy giáo hướng dẫn Lưu Đức Hịa Vì vấn đề tương đối lớn người sinh viên, không tránh khỏi thiếu sót Em mong góp ý bảo thầy cô Em xin chân thành cảm ơn thầy giáo hướng dẫn thầy cô khoa Đà Nẵng, ngày 20 tháng năm 2019 Sinh viên thiết kế Phan Thanh Tú Sinh viên thực hiện: Phan Thanh Tú Hướng dẫn: Th.s Lưu Đức Hòa Thiết kế máy cắt thép thủy lực MỤC LỤC D U T- LR C C LỜI NÓI ĐẦU Chương : NHU CẦU SẢN XUẤT THÉP TẤM VÀ CƠ SỞ LÝ THUYẾT CẮT KIM LOẠI 1.1 Nhu cầu sản xuất thép 1.2 Cơ sở lý thuyết cắt kim loại 1.2.1 Lý thuyết biến dạng kim loại 1.2.2 Nguyên lý biến dạng cắt 10 1.3 Các phương pháp cắt kim loại 13 1.3.1 Cắt thủ công 13 1.3.2 Cắt hồ quang điện lửa khí 13 1.3.3 Cắt tia laser 15 1.3.4 Cắt tia Plasma 16 1.3.5 Phương pháp học 17 Chương : PHÂN TÍCH VÀ LỰA CHỌN KẾT CẤU MÁY HỢP LÝ 23 2.1 Phân tích lựa chọn cấu cắt hợp lý 23 2.1.1 Cơ cấu học 23 2.1.2 Cơ cấu cắt nhờ hệ thống xi-lanh thủy lực khí nén 24 2.1.3 Kết luận 25 2.2 Lựa chọn cấu kẹp phôi 26 2.2.1 Kẹp phôi trọng lực kim loại 27 2.2.2 Kẹp chặt hệ thống thủy lực khí nén 28 2.2.3 Kẹp hệ thống lò xo chịu nén gắt lên dao 28 2.2.4 Kết luận 29 2.3 Lựa chọn cấu cấp phôi 31 2.3.1 Cấp phôi hệ thống xilanh - piston khí nén 31 2.3.2 Cấp phôi nhờ ma sát hai lô cán quay ngược chiều 32 2.3.3 Kết luận: 33 2.4 Cơ cấu lấy phôi 34 2.5 Xây dựng sơ đồ động học máy 34 Chương 3: THIẾT KẾ VÀ TÍNH CHỌN CÁC KẾT CẤU MÁY 36 3.1 Tính tốn hệ thống cắt kim loại thủy lực 36 3.1.1 Tính tốn lựu chọn thông số piston-xilanh 37 3.1.2 Tính tốn lựa chọn thơng số bơm 40 3.1.3 Xác định tiết diện ống dẫn 42 3.1.4 Tính tổn thất áp suất, lưu lượng tròng hệ thống 42 3.1.5 Phân tích chọn loại dầu hệ thống 45 3.1.6 Chọn phần tử thủy lực khác 45 3.1.7 Tính tốn thơng số lữa dao cắt bà trượt gá dao 50 3.2 Tính tốn phận kẹp phơi 54 3.2.1 Tính lực kẹp phơi 54 3.2.2 Tính thông số phận kẹp phôi 54 3.2.3 Tính xo 55 3.3 Tính tốn hệ thống cấp phôi 58 3.3.1 Sơ đồ nguyên lý, nguyên lý hoạt động phận cấp phôi 58 Sinh viên thực hiện: Phan Thanh Tú Hướng dẫn: Th.s Lưu Đức Hòa Thiết kế máy cắt thép thủy lực D U T- LR C C 3.3.2 Xác định số lượng lăn sàn lăn kích thước sơ chúng 59 3.3.3 Tính lực kéo phơi thép tang dẫn động 60 3.3.4 Chọn động tính tốn hộp giảm tốc 60 3.4 Tính tốn phận đỡ phôi 78 3.4.1 Sơ đồ nguyên lý, nguyên lý hoạt động phận đỡ sản phẩm 78 3.4.2 Tính tốn sàn lăn 79 Chương THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN MÁY 80 4.1 Giới thiệu điều khiển tự động PLC 80 4.1.1 Bộ điều khiển PLC 80 Cờ ký hiệu M đánh số thập phân Ví dụ: M0, M9, M100 82 4.2 Phân tích chọn phương án diều khiển 84 4.2.1 Dùng cơng tắc hành trình 84 4.2.2 Sử dụng cảm biến hồng ngoại 85 4.2.3 Dùng cảm biến đo độ dài 86 4.2.4 Kết luận 86 4.3 Chương trình điều khiển PLC 88 4.3.1 Sơ đồ nguyên lý 88 4.3.2 Biểu đồ trạng thái 89 4.3.3 Chương trình điều khiển 90 Chương 5: AN TOÀN VẬN HÀNH MÁY 92 5.1 Trước làm việc 92 5.2 Trong làm việc 92 5.3 Sau làm việc 93 KẾT LUẬN 94 TÀI LIỆU THAM KHẢO 95 Sinh viên thực hiện: Phan Thanh Tú Hướng dẫn: Th.s Lưu Đức Hòa Thiết kế máy cắt thép thủy lực Chương : NHU CẦU SẢN XUẤT THÉP TẤM VÀ CƠ SỞ LÝ THUYẾT CẮT KIM LOẠI 1.1 Nhu cầu sản xuất thép Trong phát triển lĩnh vực khí như: Chế tạo máy, giao thơng vận tải, điện lực, xây dựng, đóng tàu , nhu cầu sử dụng thép ngày tăng; nhằm trang bị cho nghiệp công nghiệp hố đại hố đất nước Do địi hỏi phải tìm biện pháp gia cơng thép suất cao nhằm tạo thành phẩm bán thành phẩm phục vụ cho q trình cơng nghệ Nhu cầu thép đa dạng: -Trong ngành chế tạo máy : Thép sử dụng thân máy máy cắt kim loại, vỏ máy, khung sườn xe máy, LR C C -Trong ngành khí tơ, việc sử dụng thép thiếu được, thép dùng làm khung sườn gầm, lót sàn xe ô tô, che kín thùng xe, phận che kín khác D U T- -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 thế, hộp công tơ điện Hình 1.1- Sản phẩm làm từ thép Sinh viên thực hiện: Phan Thanh Tú Hướng dẫn: Th.s Lưu Đức Hòa Thiết kế máy cắt thép thủy lực -Trong xây dựng, thép hình cỡ lớn dầm cầu tạo thành từ thép dày cắt nhỏ, hay thép dùng để liên kết với để tạo nên kết cấu thép bền vững liên kết với mối hàn, bulơng đinh tán C Hình 1.2- Kết cấu hàn từ thép C -Trong ngành chế biến, thép sử dụng rộng rãi khơng kém, dùng để chế tạo thùng chứa, bể chứa, chai, hộp để đóng gói, LR -Trong ngành đóng tàu thép dùng làm vỏ, kết cấu khung tàu thuyền Ngoài thép dùng để dập đồ dùng dân dụng phục vụ đời 1.2 D U T- sống hay ngành công nghiệp hàng không dùng để che chắn, nắp đậy thân, cửa máy bay, tên lửa, Với nhu cầu sử dụng thép tấm, cần thiết phải có máy móc, thiết bị để cắt loại thép phục vụ công nghiệp, đặc biệt lĩnh vực khí chế tạo Cơ sở lý thuyết 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 1.2.1 Lý thuyết biến dạng kim loại Dưới tác dụng ngoại lực, kim loại biến dạng theo giai đoạn sau: Biến dạng đàn hồi, biến đạng dẻo phá huỷ Sinh viên thực hiện: Phan Thanh Tú Hướng dẫn: Th.s Lưu Đức Hòa Thiết kế máy cắt thép thủy lực Tuỳ theo cấu trúc tinh thể kim loại, giai đoạn xảy D U T- LR C C mức độ khác tác dụng ngoại lực tải trọng Biểu đồ biến dạng thí nghiệm kéo đứt kim loại sau: Hình 1.3 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 thước vết nứt tăng lên, cuối kim loại bị phá huỷ Đó giai đoạn phá huỷ: Tinh thể kim loại bị đứt rời a) Biến dạng đàn hồi 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 Sinh viên thực hiện: Phan Thanh Tú Hướng dẫn: Th.s Lưu Đức Hòa Thiết kế máy cắt thép thủy lực 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 T- LR C C sau : U Hình 2.2 Biến dạng đàn hồi D Đối d hệ tuyến tính ứng suất biến dạng đàn hồi mô tả định luật Hooke : Phương trình sở lý thuyết đàn hồi: ( cho kéo nén ) ( 2.1 )   E.   G. ( cho xê dịch ) (2.2 ) Trong : E : modun đàn hồi vật liệu G : modun đàn hồi trượt v (đối với ép chiều ) v E Với k = 3(1  2 ) E Với G = 2(1  2 ) Và P = - k ( 2.3 ) ( 2.4 ) ( 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 Sinh viên thực hiện: Phan Thanh Tú Hướng dẫn: Th.s Lưu Đức Hòa Thiết kế máy cắt thép thủy lực Hình 1.4 a) Mạng tinh thể; b)Biến dạng đàn hồi b) Biến dạng dẻo Khi ứng suất sinh kim loại vượt giới hạn đàn hồi kim loại bị biến dạng dẻo Trong đơn tinh thể, biến dạng dẻo xảy hai hình thức: trượt song C C tinh - Theo hình thức trượt, phần đơn tinh thể dịch chuyển song song với phần lại theo mặt phẳng gọi mặt trượt, mặt trượt nguyên tử dịch chuyển tương khoảng số nguyên lần thông số mạng, sau dịch chuyển nguyên tử kim loại vị trí cân mới, sau tác dụng lực D U T- LR biến dạng không - Song tinh, phần đơn tinh thể xoay góc đối xứng với qua mặt phẳng gọi mặt phẳng song sinh, nguyên tử mặt tinh thể dịch chuyển khoảng tỉ lệ với khoảng cách từ mặt tinh thể đến mặt song tinh Hình 1.5 a) Biến dạng dẻo theo hình thức trượt b) biến dạng dẻo theo hình thức song tinh 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 Sinh viên thực hiện: Phan Thanh Tú Hướng dẫn: Th.s Lưu Đức Hòa Thiết kế máy cắt thép thủy lực 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) 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 C C ngồi, vv nên làm cho bên kim loại sinh ứng suất dư, sau tác dụng ứng suất dư cịn tồn c) Phá hủy Q trình biến dạng tăng dần với mức độ kim loại bị phá huỷ, T- LR 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) - Phá hủy điều kiện tải trọng tĩnh D U  Phá huỷ dẻo: Là phá huỷ có kèm theo biến dạng dẻo với mức 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  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 làtheo mặt phẳng tinh thể xác định (mặt vỏ giòn) bên hạt  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 Sinh viên thực hiện: Phan Thanh Tú Hướng dẫn: Th.s Lưu Đức Hòa Thiết kế máy cắt thép thủy lực  Bộ nhớ đọc : ROM  Bộ nhớ truy cập ngẫu nhiên RAM : Dành cho người sử dụng  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 - Giao diện xuất nhập Làm tương thích điện áp dịng vào thiết bị với PLC - Bộ nguồn Dùng để chuyển điện áp AC thành DC để cung cấp cho PLC - Thiết bị lập trình C 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 C để truyền tín hiệu gọi bit (các dây dẫn mạch dẫn), bao gồm: LR  Bit liệu: Dùng để tải liệu chương trình xử lý CPU  Bit địa chỉ: Dùng để tải địa CPU T-  Bit điều khiển: Dùng để truyền tín hiệu điều khiển CPU U Bit hệ thống: Dùng để truyền thông tin thiết bị xuất - nhập D cổng xuất - nhập b) 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 - Lập trình rơle phụ trợ.(M : M0, M500 ) Rơ-le phụ trợ, gọi cờ theo thuật ngữ lập trình, có tác dụng rơ-le “vật lý” giả lập nhớ PLC Mitsubishi, nhớ bit, dùng để kết hợp với nhiều cơng tắc chương trình để ghi nhận logic mạch ladder điều khiển Sinh viên thực hiện: Phan Thanh Tú Hướng dẫn: Th.s Lưu Đức Hòa 81 Thiết kế máy cắt thép thủy lực - LR C C Cờ ký hiệu M đánh số thập phân Ví dụ: M0, M9, M100 Lập trình ghi: D T- Việc lập trình sử dụng ghi quan trọng xử lý số liệu nhập từ Lập trình đếm :C D - U vào Các số liệu đọc - ghi xử lý để xuất đến cổng 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 c) 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 Sinh viên thực hiện: Phan Thanh Tú Hướng dẫn: Th.s Lưu Đức Hòa 82 Thiết kế máy cắt thép thủy lực - Dạng chương trình điều khiển Thường viết dạng: + Dạng câu lệnh + Dạng Ledder (Dạng bậc thang) Ví dụ : Lệnh điều khiển dạng Ledder - D U T- LR C C Ký hiệu: Các lệnh LD : Dùng để vẽ công tắc logic thường mở LDI: Dùng để vẽ công tắc logic thường đóng 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 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 Sinh viên thực hiện: Phan Thanh Tú Hướng dẫn: Th.s Lưu Đức Hòa 83 Thiết kế máy cắt thép thủy lực 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 4.2 Phân tích chọn phương án diều 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 D U T- LR C C 4.2.1 Dùng cơng tắc hành trình a) Sơ đồ: Hình 4.2 Sơ đồ đo phôi dùng công tắc hành trình Cơng tắc hành trình Thướt đo Vít hãm Phơi b) 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 Sinh viên thực hiện: Phan Thanh Tú Hướng dẫn: Th.s Lưu Đức Hòa 84 Thiết kế máy cắt thép thủy lực cách di chuyển công tắc (1) theo thân thướt cố định vị trí mong muốn vít hãm (3) c) Ưu nhược điểm: - Ưu điểm : + Chỉ dùng cơng tắc hành trình, tốn + Đơn giản cho phận điều khiển - Nhược điểm: Với khoảng cách L khác ta phải điều chỉnh công tắc cách thủ công 4.2.2 Sử dụng cảm biến hồng ngoại D U T- LR C C a) Sơ đồ : Hình 4.3 Sơ đồ phơi dùng tia hồng ngoại Cảm biến phát Cảm biến thu (cảm biến nhận) Thướt đo Bộ điều khiển b) 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) Sinh viên thực hiện: Phan Thanh Tú Hướng dẫn: Th.s Lưu Đức Hòa 85 Thiết kế máy cắt thép thủy lực 4.2.3 Dùng cảm biến đo độ dài LR C C a) Sơ đồ: T- Hình 4.4 Sơ đồ đo phơi dùng cảm biến độ dài Bánh ma sat Cảm biến độ dài Bộ điều khiển Phôi b) Hoạt động: Bề mặt bánh ma sat (1) cảm biến ép tiếp xúc với bề U mặt phôi (4) lăn không trượt bề mặt phôi chuyển động vào Cảm D 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 4.2.4 Kết luận - Qua phân tích phương án trên, ta chọn phương án sử dụng cảm biến độ dài ưu điểm sau:  Điều khiển xác độ dài cần thiết  Tránh va chạm dẫn đến hư hỏng thiết bị truog trường hợp dùng công tắc hành trình - Sơ đồ bố trí thiết bị khận điều khiển sau : Sinh viên thực hiện: Phan Thanh Tú Hướng dẫn: Th.s Lưu Đức Hòa 86 C Thiết kế máy cắt thép thủy lực C Hình 4.5 Sơ đồ bố trí thiết bị điều khiển LR Bánh ma sat 3, 3' Các cơng tắc hành trình Phơi Bộ đ/k PLC Hoạt động : Phôi (5) phận cấp phôi đẩy vào với vận tốc Vph, làm quay T- - Cảm biến độ dài U bánh ma sat (1), cảm biến độ dài (2) đếm số vòng quay vận tốc (tuỳ theo loại D cảm biến) (1) để tính độ dài phơi 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 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 phôi hoạt động đẩy phôi vào Chu trình tiếp tục cắt đủ số lượng sản phẩm (hoặc thay đổi chiều dài sản phẩm) Sinh viên thực hiện: Phan Thanh Tú Hướng dẫn: Th.s Lưu Đức Hòa 87 Thiết kế máy cắt thép thủy lực 4.3 Chương trình điều khiển PLC LR C C 4.3.1 Sơ đồ nguyên lý T- Hình 4.6 Sơ đồ nguyên lý chương trình điều khiển PLC Phôi 7, ống dẫn U Phanh điện từ Bộ phận kẹp phôi Cỗng tắc hành trình Dao 10 Cảm biến độ dài Piston 11 Dao Xilanh 12 Động D - 8, van điều khiển 4/3 Nguyên lý : Động (12) hoạt động cấp phôi, cảm biến độ dài (3) đo đủ độ dài gửi tín hiệu điều khiển PLC Bộ điều khiển xuất tín hiệu A+ cho van phân phối (7) ( Xilanh- Piston duổi tiến hành cắt phơi) Cuối hành trình cắt phơi chạm cơng tắc hành trình (CTHT) (1.1), CTHT 1.1 gửi tín hiệu điều khiển PLC gửi tín hiệu A- (Xilanh – Piston lùi ) Cuối hành trình lùi chạm CTHT 1.0, điều khiển nhận tín hiệu làm cho động (12) quay cấp phơi lặp lại chu trình Sinh viên thực hiện: Phan Thanh Tú Hướng dẫn: Th.s Lưu Đức Hòa 88 Thiết kế máy cắt thép thủy lực T- LR C C 4.3.2 Biểu đồ trạng thái D U Hình 4.7 Biểu đồ trạng thái Sinh viên thực hiện: Phan Thanh Tú Hướng dẫn: Th.s Lưu Đức Hòa 89 Thiết kế máy cắt thép thủy lực D U T- LR C C 4.3.3 Chương trình điều khiển Hình 4.8 Chương trình điều khiển PLC Sinh viên thực hiện: Phan Thanh Tú Hướng dẫn: Th.s Lưu Đức Hòa 90 LR C C Thiết kế máy cắt thép thủy lực D U T- Hình 4.9 Mạch động lực Hình 4.10 Sơ đồ nối dây PLC Sinh viên thực hiện: Phan Thanh Tú Hướng dẫn: Th.s Lưu Đức Hòa 91 Thiết kế máy cắt thép thủy lực Chương 5: AN TOÀN 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 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 Trước làm việc C 5.1 C Trước làm việc người công nhân vận hành máy phải kiểm tra toàn máy, tức LR 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 T- phận ổ đỡ, rãnh trượt - Kiểm tra hệ thống bơm dầu thuỷ lực (động cơ, dây dẫn, đồng hồ đo áp, van ) U - Kiểm tra dao cắt không mẽ, vỡ D - 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 5.2 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, ngăt cầu dao máy báo với người có trách nhiệm Sinh viên thực hiện: Phan Thanh Tú Hướng dẫn: Th.s Lưu Đức Hòa 92 Thiết kế máy cắt thép thủy lực 5.3 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 D U T- LR C C Đặt biệt ngừng máy để sửa chữa phải treo biển báo Sinh viên thực hiện: Phan Thanh Tú Hướng dẫn: Th.s Lưu Đức Hòa 93 Thiết kế máy cắt thép thủy lực KẾT LUẬN Máy cắt thép thủy lực máy gia công thép tạo sản phẩm thép có kích thước xác định phôi thép cho công đoạn gia công khác Với phương châm cơng nghiệp hóa, đại hóa đất nước Nghành khí cắt gọt có bước tến phát triển cao, đáp ứng nhu cầu sản xuất, cung cấp nguyên liệu cho ngành khí góp phần tạo cơng ăn việc làm, nâng cao kinh tế cho người dân Đề tài thiết kế máy cắt thép bằn thủy lực gồm tập thuyết minh vẽ A0 đủ trình bày đặc tính , nguyên lý kết cầu máy Nói chung nguyên lý hoạt động kết cấu máy đơn giản, đảm bảo an toàn làm việc, số người điều khiển C vận hành máy ít, suất phù hợp với điều kiện sản xuất, chất lượng đảm bảo theo yêu cầu tiêu chuẩn Sau thời gian tháng làm việc nghiêm túc khẩn trương thân, LR C với giúp đỡ tận tình thầy giáo hướng dẫn Lưu Đức Hịa, đến đồ án hoàn thành Với khả thời gian có hạn, kiến thức thực tế nhiều hạn chế, tài liệu phương tiện không đầy đủ, nên chắn đồ án cịn nhiều sai sót D U T- mong góp ý đón nhận đồ án với thơng cảm thầy giáo Lưu Đức Hịa thầy giáo khoa Cơ Khí bạn đọc, để em có điều kiện học hỏi, nâng cao kiến thức phát huy kiến thức sau Cuối em xin chân thành cảm ơn thầy giáo Lưu Đức Hòa giúp đỡ, hướng dẫn tận tình, cảm ơn thầy giáo khoa bạn bè góp ý giúp đỡ cho em hồn thành đồ án Đà Nẵng,ngày 20 tháng năm 2019 Người thực Phan Thanh Tú Sinh viên thực hiện: Phan Thanh Tú Hướng dẫn: Th.s Lưu Đức Hòa 94 Thiết kế máy cắt thép thủy lực TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Công nghệ tạo phôi_ Lưu Đức Hịa – ĐHĐN [2] Vật liệu học_Lê Cơng Dưỡng - NXB Khoa học & kỹ thuật 2000 [3] Công nghệ Laser_Đinh Minh Diệm - ĐHĐN 1999 [4] Thiết kế chế tạo máy cán thép thiết bị nhà máy cán thép_Đỗ Hữu Nhơn - NXB Khoa học kỹ thuật [5] Hệ thống điều khiển thuỷ lực_Nguyễn Ngọc Phương , Huỳnh Nguyễn Hoàng - NXB Giáo dục 2001 [6] Truyền động dầu ép máy cắt kim loại_Nguyễn Ngọc Cẩn - ĐHBK Hà Nội 1974 C [7] Nguyên lý cắt dụng cụ cắt_Trần Quốc Việt [8] Chi tiết máy tập (2 tập)_Nguyễn Trọng Hiệp - NXB Giáo dục 2000 [9] Thiết kế chi tiết máy_Nguyễn Trọng Hiệp,Nguyễn Văn Lẫm - NXB Giáo dục LR C 2000 [10] Thiết kế hệ dẫn động khí (2 tập)_Trịnh Chất, Lê Văn Uyển – NXB Giáo dục T- 2006 [11] Sức bền vật liệu _Lê Viết Giảng, Phan Kỳ Phùng - NXB Giáo dục 1997 D U [12] Nguyên lý máy_Đinh Gia Tường, Tạ Khánh Lâm [13] Vẽ kĩ thuật khí (2 tập)_ Trần Hữu Quế, Nguyễn Văn Tuấn - NXB Giáo dục 2000 [14] Sổ tay công nghệ chế tạo máy (3 tập)_ GS.TS Nguyễn Đắc Lộc, PGS.TS Lê Văn Tiến, PGS.TS Ninh Đức Tốn, PGS.TS Trần Xuân Việt – NXBKHKT 2007 [15] Sổ tay hướng dẫn lập trình PLC_ Nguyễn Thu Thiên, Mai Xuân Vũ - NXB Trẻ Sinh viên thực hiện: Phan Thanh Tú Hướng dẫn: Th.s Lưu Đức Hòa 95 ... T- LR C C Thiết kế máy cắt thép thủy lực Hình 2.12 Sơ đồ động học máy Sinh viên thực hiện: Phan Thanh Tú Hướng dẫn: Th.s Lưu Đức Hòa 35 Thiết kế máy cắt thép thủy lực Chương 3: THIẾT KẾ VÀ TÍNH... 32 Thiết kế máy cắt thép thủy lực Khi lực tác động hai lô cán lên thép đủ, lô cán (2) dẫn động từ động qua hộp giảm tốc kéo thép tới đến vị trí lưỡi cắt Lực kéo phơi nhờ vào lực ma sát lô cán... Lưu Đức Hòa 21 Thiết kế máy cắt thép thủy lực - Phương pháp cắt cặp dao song song mép cắt đẹp, thời gian nhát cắt nhanh lực cắt lớn, để cắt thép có chiều dày hmax = 20mm, lúc lực cắt lớn nên yêu