THÔNG SỐ KĨ THUẬT , ĐẶC TÍNH CỦA INOX
INOX SUS 304 INOX SUS 201
Thành phần 8,1% niken + 1% magan 4,5% niken + 7,1% magan
Khối lƣợng riêng cao hơn so với inox sus 201 thấp hơn so với Inox sus 304
Độ dát mỏng inox dễ dàng thực hiện khó hơn inox sus 304 Độ cứng thấp hơn 201 nên tiết kiệm
năng lƣợng cao hơn 304 vì hàm lƣợng magan cao Độ bền độ bền cao độ bền thấp hơn Khả năng chống ăn mòn
cao hơn inox 201 bởi nguyên tố crom và lƣu huỳnh nên bề mặt inox mƣợt
chống ăn mòn thấp hơn inox sus 304,bề mặt thƣờng có rỗ nhỏ Khả năng tiếp xúc với
axit và muối
không tiếp xúc với axit va
muối tiếp xúc nhẹ
Khả năng nhiễm từ (
hút nàm châm) không hút nam châm hút nhẹ nam châm
58
3.4.So sánh kết cấu mình chọn so với máy plasma trên thị trƣờng.
So sánh khung với các máy ngoài thị trƣờng. Máy nhóm chế tạo có những ƣu điểm sau
Kết cấu khung làm bằng sắt hộp vuông 40mm x 40mm dầy 2mm - Giá thành rẻ
- Dễ chế tạo
- Kết cấu đơn giản dễ gia công không cần độ chính xác cao - Thỏa mãn đƣợc độ cứng vững và độ bền mỏi
- Ít tốn nguyên vật liệu - Dễ thay thế lắp ráp
- Dùng phƣơng pháp hàn hồ quang tay hàn các mối nối - Dễ di chuyển
- Dễ bảo trì sửa chữa và thay thế
3.5.So sánh với các máy ngoài thị trƣờng.
Máy nhóm chế tạo có những ƣu điểm sau - Giá thành rẻ
- Dễ chế tạo
- Đơn giản hiệu quả - Đạt độ chính xác cao
- Phôi cắt không bị cong vênh biến dạng - Đƣờng cắt 0.3 mm
- Mảnh ít xỉ cắt
- Máy nhỏ g n chuyên dung - Trang thiết bị đạt tiêu chuẩn - Chống nhiễu tốt
Các cách chống nhiễu
3.5.1.Nối đất
Đây là giải pháp bắt buộc. Bạn phải nối đất cho bộ nguồn plasma (thƣờng trên tài liệu của bộ nguồn plasma sẽ có hƣớng dẫn nối đất cho nó), nối đất cho vỏ tủ điện, motor, nối đất cho máy tính và cả cho màn hình máy tính nữa… Tuy nhiên bạn phải chú ý: không phải cứ nối một cái c c xuống đất đã g i là nối đất rồi nhé. Mà phải quan tâm điện trở đất đã đạt yêu cầu chƣa nữa (Tức là c c đã thực sự tiếp xúc tốt với đất chƣa). Tiêu chuẩn châu âu thì điện trở nối đất là 3 ohm, còn của Việt Nam là 10 ohm. Nối đất để bảo vệ thiết bị chống rò điện và nối đất để chống nhiễu là hai chuyện khác nhau đấy.
3.5.2.Lọc nguồn
Nhiễu do nguồn plasma tạo ra sẽ có một phần đi vào đƣờng dây điện nguồn. Do đó, nếu nguồn cung cấp cho máy plasma không thể dùng nguồn riêng hoặc qua biến thế cách ly thì phải có các bộ l c nguồn Noise filter cho các thiết bị khác trên máy, đặc biệt là các driver của động cơ servo hoặc động cơ bƣớc..
3.5.3.Chia tách về mặt vật lý các đƣờng dây tín hiệu và dây động lực, không đặt chúng gần vợi nhau đặt chúng gần vợi nhau
Tốt nhất là nên tìm đƣờng đi riêng cho chúng, nếu có thể đƣợc. Các dây tín hiệu cho các ngõ vào, các dây cảm biến giới hạn hành trình…phải dùng dây có b c giáp, và lớp b c giáp này phải có một đầu nối xuống sƣờn máy.
3.5.4.Phần lớn nhiễu HF do máy Plasma phát ra sẽ phát tán ra không gian tại đầu ra của mỏ cắt Plasma và trên đƣờng dây dẫn từ máy Plasma đến mỏ tại đầu ra của mỏ cắt Plasma và trên đƣờng dây dẫn từ máy Plasma đến mỏ cắt
Đây là phần nguy hiểm nhất và là nguyên nhân dẫn đến hầu hết m i sự cố của máy cắt plasma cnc. Do đó phải bố trí tủ điện và các thiết bị điều khiển khác (nhƣ máy tính chẳng hạn) càng xa mỏ cắt và đƣờng dây của nó càng tốt. Cách tốt nhất là treo đƣờng dây này lên cao để cách ly về mặt không gian với các đƣờng dây và thiết bị khác. Một số máy cắt plasma cnc cũng hay dùng cách này. Tuy nhiên cách này trông không chuyên nghiệp lắm, nên các máy cắt plasma cnc chuyên nghiệp không thể làm vậy. Mà tìm cách để cách ly đƣờng dây này về mặt vật lý theo cách tốt nhất có thể.
3.5.5.Sử dụng các thiết bị có khả năng chống nhiễu cao
Ví dụ: không dùng máy vi tính thông thƣờng để điều khiển máy cnc mà dùng máy tính công nghiệp, có khả năng chống nhiễu tốt và chịu đƣợc môi trƣờng khắc nghiệt nhƣ: nhiều bụi, nhiệt độ cao…
60
CHƢƠNG 4.NGHIÊN CỨU THIẾT KẾ HỆ THỐNG CẤP
PHÔI TỰ ĐỘNG CHO MÁY CẮT PLASMA CNC CHUYÊN DÙNG.
4.1.Một số phƣơng pháp cấp phôi cuộn (con lăn, hệ thống kẹp đẩy). 4.1.1.Hệ thống cấp phôi tự động bằng piston – xilanh 4.1.1.Hệ thống cấp phôi tự động bằng piston – xilanh
Hình 4.1 Hệ thống cấp phôi tự động bằng piston - xilanh Hoạt động:
Trình tự hoạt động của hệ thống cấp phôi tự động nhƣ sau:
Khi phôi thép tấm đã đƣợc đặt lên sàn các con lăn , piston của con lăn (1) đi lên kẹp phôi lại .
ở đầu của piston này có đặt một cảm biến áp suất (5) ,khi piston kẹp đã đủ áp suất lên tấm thép để đủ tạo lực ma sát đủ lớn thì nó đóng mạch điều khiển piston (2) và đẩy cả hệ piston – xilanh(1) cùng tấm thép đi vào vị trí của đồ gá
Ƣu nhƣợc điểm của cơ cấu này:
+ Ƣu điểm: * Cơ cấu dễ điều khiển nếu ta sử dụng nguồn điều khiển là khí nén để tạo áp lực tác dụng lên piston.
*Thiết bị kết cấu g n đơn giản.
*Thiết bị điều khiển trong khí nén rẻ tiền - Nhƣợc điểm :
*Chiều của hành trình piston đẩy phôi bằng chiều dài lớn nhất khi yêu cầu cắt thép do vậy kết cấu bị cồng kềnh
Hình 4.2 Hệ thống cấp phôi tự động bằng lô cán Hoạt động:
Khi tác lực tác động của hai lô cán lên tấm thép đã đủ , lô cán (2) đƣợc dẫn động từ động cơ
Qua hộp giảm tốc làm quay lô cán và kéo tấm thép đi tới đến vị trí đồ gá. Lực kéo phôi này nhờ vào lực ma sát giữa lô cán với tấm thép, lực này lớn hơn ma sát của tấm phôi trên sàn con lăn.
Ƣu nhƣợc điểm của phƣơng pháp :
+ Ƣu điểm : hạn chế đƣợc nhƣợc điểm của cơ cấu cấp phôi bằng xilanh – piston khí nén , nó có thể cấp phôi khi chiều rộng tấm thép cần cắt thay đổi.
+ Nhƣợc điểm: Để dẫn động cho lô cán (2) thì phải cần nguồn động lực từ động cơ qua hộp giảm tốc do vậy làm kết cấu của máy them cồng kềnh.
Sơ đồ dẫn động cho lô cán 2
Hình 4.3 Sơ đồ dẫn động cho lô cán 2
4.2.Đƣa ra phƣơng pháp và chọn cơ cấu cấp phôi để thực hiện việc thiết kế 4.2.1.Hệ thống cấp phôi tự động bằng động cơ và piston.
62 Hệ thống cấp phôi tự động đƣợc truyền động bằng motor thong qua hệ thống bánh đai thang truyền động cho trục có bánh xích kéo băng kẹp bằng piston khí nén theo phƣơng Y so với máy.
- Ƣu nhƣợc điểm. + Ƣu điểm.
Dễ thực hiện và lắp ráp, đạt độ chính xác cao giá thành thấp không cồng kềnh.
+ Nhƣợc điểm
Dễ bị mòn đai xích do xích con dãn độ tin cậy không bằng đai. Kết luận phƣơng án tối ƣu
Kết Luận:
Từ ba phƣơng án trên ta thấy mỗi phƣơng án đều có những ƣu điểm và nhƣợc điểm riêng nhƣng xét về yêu cầu cấp phôi cấp đƣợc các loại phôi có chiều dài và chiều rộng khác nhau và giá thành dễ lắp ráp thì ta ch n phƣơng án cấp phôi bằng động cơ và piston tuy rằng phƣơng án này dễ bị co giãn do xích.
4.3.Tính toán năng suất cấp phôi và động cơ.
Hệ thống cấp phôi tự động thép tấm cuộn khổ rộng 1m dầy 0.6mm
Tính Toán Động Cơ Và Tỷ Số Truyền
1: Động cơ điện 2: Lulo
3: Hộp giảm tốc 4: Bộ truyền đai 5: Bộ truyền xích
4.3.1.Công suất trên trục công tác:
Điều kiện làm việc với số liệu ban đầu:
- Yêu cầu cấp phôi nhanh và chính xác
- Kích thƣớc khung : Dài 1600 mm, rộng 1200 mm, cao 1000mm
- Kích thƣớc pulley:
- Pulley dẫn: 71 mm
- Pulley bị dẫn: 250 mm
- Khối lƣợng 1 tấm khổ 1m x 2m x 0.6mm: m = 9,5 (kg). Đặc điểm của tải tr ng:
- Tải tr ng và đập nhẹ, quay 1 chiều.
4.3.2.Tính toán công suất hệ thống: (Tính toán thiết kế hệ thống dẫn động cơ khí tập 1) khí tập 1)
Hiệu suất chung:
η = ηtv.ηol10.ηBr.ηnt.ηx4 (4.1)
Tra bảng 2.3 trang 19 ta có: ηtv = 0,3 : Hiệu suất trục vít.
ηol = 0,99 : Hiệu suất 1 cặp ổ lăn. ηBr = 0,96 : Hiệu suất 1 cặp bánh răng. ƞx = 0,9 : Hiệu suất bộ truyền xích. ηnt = 1 : Hiệu suất nối trục.
- Vậy η = 0,3.0,9910.0,96.1.0,94 = 0,17
4.4.Chọn động cơ:
- Công suất của động cơ gồm 3 yếu tố: + Công suất cần thiết để chạy không tải + Công suất cần thiết để di chuyển vật cần tải + Công suất cần thiết để thắng lực ma sát - Ta có: công suất máy công tác:
P = (4.2) V=0,000013 m/s Lực ma sát tác dụng vào vật : Fms = f.N (N) (4.4) - Tra bảng 4.1 ta có: f = 0,35 (hệ số ma sát) Ta có phƣơng trình cân bằng lực: F = Fms Fms = f.m.g = 0,35.0,5.9,81 = 1,71675 (N) => P = = =2,23.10-8 kW Công suất cần thiết cho động cơ.
Pct =
1,13.10-7 kW Tỉ số truyền: u=3,5
Số vòng quay của trục máy công tác nlv=
=
64 Số vòng quay đồng bộ: nsb=nlv.ut=0,02905 v/ph
(4.5)
Ta có Pct nên ta cần ch n động cơ có công suất thỏa điều kiện: Pđm> Pct. - Thực tế có nhiều động cơ thỏa điều kiện này. Dựa vào các thông số đã cho và mục đích giảm bớt về kinh tế → Ta ch n:
- Động cơ loại: 51K90GU-SW
- Số vòng quay: n = 1450 (vòng/phút). - Công suất định mức : Pdm = 90 (W)
-
= 1,7
= 1,6 Cosφ = 0,65
4.4.1. Bộ truyền đai thang
Loại đai này có tiết diện hình thang, mặt làm việc là hai mặt hai bên tiếp xúc với các rãnh hình thang tƣơng ứng trên bánh đai, nhờ đó hệ số ma sát giữa đai và bánh đai lớn hơn so với đai dẹt và do đó khả năng kéo cũng lớn hơn. Tuy nhiên cũng do ma sát lớn hơn nên hiệu suất của đai hình thang thấp hơn đai dẹt
.Chọn loại đai và tiết diện đai:
+ Vì tải tr ng nhỏ + vận tốc quay < 25m/s => ch n đai thƣờng
. Xác định các thông số của bộ truyền:
1. Xác định đƣờng kính bánh đai nhỏ d1: d1= (5,2...6,4) √ , hoặc ch n tiết diện dây đai dựa vào hình 4.1, đƣờng kính bánh đai nhỏ đƣợc ch n theo bảng 4.13, tham khảo vào dãy số sau: 63, 71, 80, 90, 100, 112, 125, 140, 160, 180, 200, 224, 250, 280, 315...
Theo bảng 4.13, ch n đƣờng kính bánh đai nhỏ d1 = 71 mm, vận tốc đai:
= .71.80/60000=0,3 m/s Nhỏ hơn vận tốc cho phép vmax= 25 m/s
2. Từ d1 , tính d2 theo thức 4.2: , đƣờng kính bánh đai lớn d2 = d1u(1-
=3,5.71(1-0,02) = 243 mm, Theo bảng 4.26 ch n đƣờng kính tiêu chuẩn d2 = 250 Tỉ số truyền thực tế: ut= d2/[d1(1- =250/[71(1-0,02)]= 3,6 < 4%
3. Xác định khoảng cách trục a thỏa điều kiện a>=(1,5...2)(d1+d2),
Theo bảng 4.4, ch n sơ bộ khoảng cách trục a=d2=250mm, theo công thức 4.4 thì chiều dài đai: l= 2.a + 0,5 (d1 + d2)+( d2 - d1)2/4a=1036 mm
Theo bảng 4.13, ch n chiều dài dây đai tiêu chuẩn là: 1000 mm
Nghiệm số vòng quay của đai trong 1 giây, theo công thức (4.15), i=v/l=0,3/1=0,3/s<10/s
Tính lại khoảng cách trục a theo chiều dài tiêu chuẩn l=1000 mm Theo (4.6), a= 230 mm
4. Xác định góc ôm: Theo công thức (4.7), góc ôm 1=180-57(d1+d2)/a=135 >120 5. Xác định số đai: Theo công thức 4.16, z = P1Kđ/([P0]C C1 Cu Cz)
z = P1Kđ/([P0]C C1 Cu Cz) Theo bảng (4.7)
P1=90 W- Công suất trên trục bánh đai chủ động Kđ=1,25- Hệ số tải tr ng động
P0=32W – Công suất cho phép
C =0,88- Hệ số kể đến ảnh hƣởng của góc ôm C1=1- Hệ số kể đến ảnh hƣởng của chiều dai đai Cu=1,14 – Hệ số kể đến ảnh hƣởng của tỉ số truyền
Cz=0,93- Hệ số kể đến ảnh hƣởng của sự phân bố không đều Do đó z=3, 77, lấy z=4 đai
6. Chiều rộng bánh đai. Theo (4.17) và bảng 4.21, B=(z-1)t+2e=(4- 1)19+2.12.5=82mm
Đƣờng kính ngoài của bánh đai da=d+2h0=71+2.4,2=79,4
Xác định tiết diện đai: A=b. =FtKđ/[ F], trong đó b và là chiều rộng và chiều dài dây đai
Lực vòng đƣợc xác định từ công suất P1, Kw và vận tốc v, m/s: Ft=1000 P1/v
66 Lực căng trên 1 đai đƣợc xác định theo công thức sau:
F0 = 780P1Kđ/(vC .z)+ Fv Trong đó
Fv : Lực căng lo lực li tâm sinh ra, trƣờng hợp bộ truyền có khả năng tự động điều chỉnh lực căng, Fv=0; nếu định kì điều chỉnh lực căng thì: Fv = qmv2=0,178.0,32=0,16
Trong đó: qm=0,178- khối lƣợng 1 mét chiều dài đai Do đó, F0=83,3N
Theo (4.21), lực tác dụng lên trục: Fr=2.F0.z.sin( 1/2)=666 N
4.5.Một số phƣơng án dùng mạch điều khiển cấp phôi tự động 4.5.1.Rơle 4.5.1.Rơle
* Ƣu điểm:
Có khả năng đo lƣờng và có thể nối mạng phục vụ cho điều khiển, giám sát, điều chỉnh tự động từ xa. Ƣu việt rất lớn của rơle số so với các loại rơle khác là khả năng tổ hợp các chức năng bảo vệ rất thuận lợi và rộng lớn, việc trao đổi và xử lý thông tin với khối lƣợng lớn với tốc độ cao làm tăng độ nhạy, đ chính xác, độ tin cậy cũng nhƣ mở rộng tính năng của bảo vệ
Hạn chế đƣợc nhiễu và sai số do việc truyền thông tin bằng số.
Có khả năng tự lập trình đƣợc nên có độ linh hoạt cao, dễ dàng sử dụng cho đối tƣợng bảo vệ khác nhau.
Công suất tiêu thụ nhỏ.
* Nhƣợc điểm:
Giá thành cao nên đòi hỏi phải có vốn đầu tƣ lớn để thay thế các rơle cũ bằng các rơle số.
Đòi hỏi ngƣời vận hành phải có trình độ cao.
Phụ thuộc nhiều vào bên cung cấp hàng trong việc sữa chửa và nâng cấp thiết bị.
4.5.2.Cấu trúc điển hình của rơle số:
Điện áp đầu vào hoặc dòng điện đầu vào của rơle đƣợc lấy qua các BU từ đối tƣợng bảo vệ. Lƣu ý tín hiệu tƣơng tự chỉ chuyển sang tín hiệu số đối với điện áp nên đối với các tín hiệu dòng điện thì trƣớc tiên phải biến đổi nó sang điện áp theo nhiều cách. Ví dụ: cho dòng điện chạy qua một điện trở có giá trị xác định và lấy điện áp trên hai đầu của điện trở đó để biểu diễn dòng điện. Sau đó các tín hiệu này đƣợc l c bằng bộ l c giải mã.
Hoạt động của rơle kỹ thuật số: Tín hiệu từ BI, BU sau khi đƣợc biến đổi thành tín hiệu phù hợp. Các tín hiệu đã đƣợc biến đổi này đƣợc đƣa vào bộ ch n kênh. Bộ xử lý trung tâm sẽ gởi tín hiệu đi mở kênh mong muốn. Đầu ra của bộ ch n kênh đƣa vào bộ biến đổi tƣơng tự -số (ADC) để biến đổi tín hiệu tƣơng tự thành tín hiệu số và đƣa vào bộ vi xử lý. Nguyên lý biến đổi tín hiệu phải thông qua bộ lấy và giữ mẫu
Vì các bộ chuyển đổi tƣơng tự - số (ADC) thƣờng rất đắt nên khi thiết kế ngƣời ta cố gắng tinh giản chỉ sử dụng một bộ ADC trong một rơle số, chính vì lý do đó mà trong bộ vi xử lý có đặt một bộ dồn kênh để lựa ch n các tín hiệu cần thiết cung cấp cho đầu vào các bộ ADC. Vì ADC có thời gian trễ xác định khoảng 25 s nên phải duy trì tín hiệu tƣơng tự ở đầu vào của ADC trong suốt quá trình chuyển