L ỜI NÓI ĐẦU
2.2.4.Lắp đặt vận hành bảo dưỡng dây chuyền cán
a. Lắp đặt
Việc lắp đặt hệ thống trong dây chuyền cán là một công việc lắp ráp cơ khí đòi hỏi người lắp phải có một tay nghề với trình độ cao. Dây chuyền này có một số bộ
. .
. .
phận nhỏ được lắp đặt liên tục trong một bề mặt tương đối hạn chế. Các thiết bị lắp đặt phải có thứ tự, chúng được sử dụng và tích trữ để mang lại ảnh hưởng trực tiếp đến hiệu quả của việc lắp đặt dây chuyền cán.
Có 4 điều kiện khác nhau cần thiết khi lắp đặt dây chuyền cán: +Lắp đặt những bộ phận đơn giản.
+Lắp đặt những bộ phận phức tạp tại nơi lắp ráp. +Lắp những bộ phận đơn giản khác nơi khác mang về. +Lắp đặt những bộ phận phức tạp nơi khác mang về.
Trước tiên muốn lắp đặt hoàn thiện hệ thống này, ta cần phải bố trí hệ thống cần cẩu vì dây chuyền này có rất nhiều chi tiết nặng và lắp đặt trong điều kiện chật hẹp.
Trước khi lắp đặt hệ thống dây chuyền cán phải khảo sát nơi lắp để nghiên cứu các thiết bị sẽ được sử dụng và tích trữ như thế nào. Điều quan trọng là những chi tiết nặng sẽ dễ dàng được di chuyển lên cao hay xuống thấp và di chuyển xa so với nơi lắp sẽ được hệ thống cẩu có bánh xe chạy di chuyển trên mặt đất để bảo đảm an toàn cho thợ lắp đặt.
b. Vận hành
Đây là hệ thống có nhiều cơ cấu làm việc, việc vận hành dây chuyền cán nhờ các nút nhấn điều khiển. Hệ thống này được hoạt động theo hai chế độ là: Tự động và bằng tay.
+Tự động: Lúc đầu ta bấm nút cho động cơ chạy rồi bấm tiếp nút AUTO sau đó chọn chiều dài tôn cần cắt và số lượng tôn cần cắt, tiếp tục là cho tôn tấm vào hệ thống, khi đạt được chiều dài thì sẽ dừng động cơ lại hệ thống dao cắt sẽ cắt đứt tôn, khi đạt được số lượng đặt ban đầu thì hệ thống sẽ dừng hẳn.
+Bằng tay: Chỉ khác tự động ở chỗ là khi đạt được chiều dài cần thiết thì nhấn nút cho hệ thống cắt tôn và khi đạt được số lượng thì bấm dừng hệ thống.
Để đảm bảo vận hành tốt đòi hỏi phải có những người thợ am hiểu về hệ thống.
+Hiểu được nguyên lý hoạt động: Khi hoạt động thì cái nào cần cho hoạt động trước cái nào cho hoạt động sau.
+Cơ cấu dẫn phôi cần chính xác, người thợ vận hành phải linh hoạt, điều chỉnh cơ cấu cho đảm bảo kích thước để sản phẩm không bị cong vênh.
+Muốn đạt được năng suất cao như mong muốn thì người vận hành phải có khả năng vận hành cả dây chuyền, tránh được thời gian chết máy không cần thiết.
+Khi có sự cố đòi hỏi người vận hành máy phải nắm rõ vấn đề vận hành để tìm ra nguyên nhân sửa chữa.
*Tóm lại: Vận hành máy móc của dây chuyền phải có đội ngũ công nhân am hiểu sâu sắc hệ thống đáp ứng những yêu cầu sau:
+Phát hiện ra sự cố kịp thời để đảm bảo sửa chữa thay thế.
+ Biết được tính công nghệ của các bộ phận để có biện pháp vận hành tốt, giảm được thời gian chạy không cũng như thời gian chết máy hay quá tải.
c. Bảo dưỡng
Máy móc, thiết bị sau khi chế tạo xong phải có những phương pháp bảo vệ để chống rỉ sét, ăn mòn. Để chống ăn mòn, ta sử dụng biện pháp tạm thời hoặc lâu dài sau:
-Bảo quản ổ trục cán, ổ con lăn, cơ cấu cấp phôi bằng cách nhỏ dầu hoặc mỡ bôi trơn.
-Bảo quản bánh xích, xích bằng cách phung dầu, nhỏ dầu định kỳ.
-Bảo quản thành máy, bộ phận lắp dao bằng cách tạo các lớp phử như: Sơn, xi, mạ..
-Khi thiết kế tính toán phải bảo đảm phục vụ các thao tác máy móc, thiết bị sửa chữa lắp đặt thuận lợi.
-Hằng ngày phải kiểm tra, vệ sinh máy.
-Công nhân vận hành máy phải được đào tạo và huấn luyện kỹ để nắm vững các nguyên lý hoạt động, cách phát hiện hư hỏng và cách sửa chữa.
d. Thay thế
Dây chuyền được thiết kế và chế tạo có độ chính xác cao nhưng sau một thời gian dài sản xuất sẽ xảy ra hiện tượng một số chi tiết bị hỏng. Do vậy, tùy theo từng yêu cầu thực tế mà có thể thay thế hoặc phục hồi lại chi tiết đó. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Các chi tiết có thể bị ăn mòn hoặc gãy hỏng.
+Các bộ phận của lô cán sau một thời gian làm việc sẽ bị mòn làm cho đường kính lô nhỏ lại, khe hở giữa hai lô cán rộng thêm, Do vậy phải nghiên cứu cách phục hồi hoặc điều chỉnh khe hở.
+Hệ thống dao cắt sau một thời giam làm việc có thể bị mòn làm cùn dao nên việc cắt gặp khó khăn, do vậy cần phục hồi lại dao.
+Các ổ bi bị mòn phải được thay thế.
2.3.Quy trình chế tạo “Mô hình máy cán, cắt tôn tự động”. 2.3.1. Quy trình chế tạo dây chuyền cán
2.3.1.1. Tính áp lực cán
Xem quá trình cán như một quá trình uốn kim loại giữa hai trục cán, lúc này lực tác dụng lên trục cán chính là lực uốn và được xác định theo công thức tổng quát sau: P =
l n S B. 2b.
Trong đó: B – Chiều rộng vật uốn.
S – Chiều dày của phôi tấm, trong dây chuyền cán tôn này. Chiều dày nhất của tôn là 0,3mm ,chọn S=0,3mm.
b –Giới hạn bền của vật liệu làm phôi tấm, chọn b= 200 (N/mm2 ) n-Hệ số đặc trưng ảnh hưởng của biến dạng cứng n=1,8.
l -Khoảng cách giữa các điểm tựa Chiều rộng của vật uốn B được tính như sau:
B = 0 180 . . R R l ac 2 arcsin 2 2 sin 2 Hình 2.22: Biên dạng sóng thực + Biên dạng sóng: R = 16 mm. Lần cán a l B(mm) P(N) 1 1 60 16 16,7 33,8 2 1 83,94 21,4 23,42 35,46 3 1 127,5 28,7 35,6 40,19 Bảng 2.7: Thông số mô hình thực tế
Áp lực kim loại tác dụng lên trục nhỏ nên chọn sơ bộ các kích thước của trục:
Hình 2.23: Trục Với: l1= 45mm, l2 = 168 mm, l3 = 30mm. Chọn đường kính D = 50mm. Tổng momen tác dụng lên hệ thống cán: M = R. f1. 2 d + P1.f. 2 D + P1. t . l
Với: P1: Áp lực kim loại tác dụng lên trục t: Hệ số tay đòn khi cán hình đơn giản t = (0,45 – 0,5) chọn t = 0,5
l: Chiều dài tiếp xúc của kim loại với con lăn P1: Áp lực kim loại tác dụng lên trục
f: Hệ số ma sát, chọn f = 0,5 D: Đường kính con lăn
f: Hệ số ma sát của cổ trục chọn f1 = 0,1 d: Đường kính ổ trục cán d = 12 mm R l O l1 l2 l3
Trục Q (N) P1 (N) l (mm) Mms (N/mm) Ml (N/mm) Mc (N/mm) M (N/mm) I 27 33,8 16 152 412.5 270,4 834,9 I’ 27 33,8 16 67,5 412,5 270,4 750,4 II 18 35,46 21,4 45 443,75 379,42 868,17 II’ 22 35,46 21,4 133,7 443,75 379,42 956,87 III 20 40,19 28,7 50 502,4 576,72 1129,12 III’ 23 40,19 28,7 157,8 502,4 576,72 1236,92 Bảng 2.8: Momen mô hình thực tế 2.3.1.2. Tính công suất động cơ
Công suất của các trục được tính theo công thức sau: N = M.
M- Momen cần thiết để quay trục (Nm) - Vận tốc góc của trục (1/s)
Công suất cần thiết: N =
tr
N
: Hiếu suất bộ truyền Tính toán ta được: Bảng 2.9: Thông số trục Công suất trên các trục: N= Ntr = 23,114 (w) Công suất cần thiết: 24,33( ) 95 , 0 23,114 W N Nct * Quá trình thực hiện:
Bước 1: Thiết kế các cặp trục tạo sóng tôn và các cặp trục hỗ trợ chuyển động của tôn.
+Cặp thứ nhất được thiết kế dạng trơn, hai trục được lắp cách nhau một khoảng từ Th số Trục M(N.mm) (1/s ) N (w ) I 834,9 4 3,34 I’ 750,4 4 3,002 II 868,17 4 3,473 II’ 956,87 4 3,835 III 1129,12 4 4,516 III’ 1236,92 4 4,948
(1-3mm), khoảng cách này có thể thay đổi được, tùy vào độ dày của tôn.
Hình 2.24: Cặp trục trơn. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
+Cặp trục thứ hai: Được chế tạo một sóng tôn ở giữa, bước đầu tạo biên dạng sóng.
Hình 2.25: Cặp trục một sóng.
Hình 2.26: Cặp trục ba sóng
-Các cặp trục được chế tạo bằng thép C45 với đường kính là 50 mm.
Bước 2: Thiết kế, chế tạo các gối đỡ trục:
Các gối trục được thiết kế có thể dịch chuyển lên xuống tùy thuộc vào độ dày của tôn.
Gối trục được chia thành hai phần, gối trục trên và gối trục dưới. Cả hai gối được chế tạo từ nhựa cứng có chiều dày 20 mm, được đặt trong khung sắt.
Hình 2.27: Gối trên Hình 2.28: Gối dưới
Hình 2.29: Ổ bi Hình 2.30: Khung gối
Bước 3: Chế tạo đế
.
Hình 2.31: Đế mô hình.
Đế được chế tạo bằng cách ghép cứng các thanh thép lại với nhau, hai thanh dầm dọc dài được ghép bởi hai thanh sắt hình chữ I, tạo thành rãnh để lắp ghép các gối đỡ trục.
2.3.1.3. Lựa chọn phương pháp truyền động
Trên mô hình máy cán tôn có ba cặp trục nằm liên tiếp nhau. Sản phẩm được hình thành từ các tấm hoặc dải lần lượt qua các cặp trục, mà ở mỗi cặp trục cán được tạo hình dần dần tiến đến hình dáng, tiết diện của sản phẩm cuối cùng. Nhờ lực ma sát giữa các con lăn quay và tấm kim loại mà phôi cán chuyển động tịnh tiến ăn liền vào giá cán phía đứng sau. Để đảm bảo quá trình cán diễn ra liên tục thì thể tích kim loại đi qua các giá cán cùng một lúc trong một đơn vị thời gian phải bằng nhau, các cặp trục phải chuyển động ngược chiều nhau với cùng một vận tốc. Qua nhiều phương pháp truyền động như: Trục vít bánh vít, dầu ép, xích thì phương pháp truyền động xích là dễ thực hiện và chế tạo nhất.
Truyền động xích có ưu điểm kích thước nhỏ gọn, làm việc không trượt, hiệu suất cao, lực tác dụng lên trục nhỏ. Tuy nhiên bộ truyền cũng có nhược điểm: chế tạo và lắp ráp phức tạp, yêu cầu bôi trơn thường xuyên.
- Chọn loại xích:
+ Ta chọn loại xích ống con lăn (hình3.2) có cấu tạo đơn giản, giá thành rẻ, thường dùng
truyền động với vận tốc nhỏ. - Định số răng đĩa xích
+ Để đảm bảo tuổi thọ của bộ truyền, giảm tải trọng động giá trị Z1, Z2 cần
thỏa mãn điều kiện: đối với xích ống con lăn
(7 ≤ Z ≤120)
+ Số răng đĩa xích nhỏ Z1 được chọn là : Z1=12
Z2=i.Z1=12 (i=1)
Hình 2.33. Bánh xích
2.3.2.Thiết kế chế tạo hệ thống cắt 2.3.2.1. Tính lực cắt (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Lực cắt tác dụng P của lưỡi cắt trên và lưỡi cắt dưới lệch nhau có khe hở z giữa hai lưỡi cắt tạo nên một momen quay.
M =P1.a
Dao cắt nghiêng góc . Lực cắt được xác định: P = tg K S . c. . 5 , 0 2
Trong đó: S: Chiều dày vật liệu cắt, chọn S=0,3mm
K: Hệ số ảnh hưởng của dao mềm, vật liệu khó cắt, khe hở lớn, chọn K= 1,1 – 1,3.
c: Ứng suất cắt (N/mm2). c = ( 0,8 - 0,86 ) b : Góc nghiêng dao
= 10 - 2 0 ( S < 2mm ) Đối với vật liệu mỏng thì: Q = (0,3-0,4)P.
Phôi tấm của máy cán tôn có b 400 (N/mm2) Chọn dao nghiêng góc = 2 0
b = 200(N/mm2) K = 1,3 Z = 1,5(mm) a = 2Z = 3 (mm) c = 0,85 b = 340 ( N/ mm2) = 800 ( góc cắt ) = 20 ( góc sau ) Vậy P = 0 2 2 1 , 1 . 170 3 , 0 . 5 , 0 tg = 240,97 ( N ) Lực ép lên tôn : Q = 0,36P = 0,36. 240,97 = 86,75 (N)
Sau khi tiến hành tạo sóng rồi tiến hành cắt rời vật liệu thì dao phải được đặt sau máy, để cho máy cắt không bị cong vênh ta chọn biên dạng dao cắt trùng với biên dạng cuối cùng của tôn.
2.3.2.2. Tính toán xilanh truyền lực cho hệ thống cắt
Trong hệ thốngcắt ta chỉ sử dụng một xilanh: -Lực cắt:Pc = 240,97 (N)
-Vận tốc cắt V2 = 0,025 (m/s) = 1,5(m/phút)
-Chọn áp suất làm việc cho xilanh là P2 = 30(N/cm2)= 0,3(N/mm2) -Gọi đường kính trong của xilanh là D2
Ta có: Pc = 2 2 2 . 4 P D Từ đó: 9 , 31 3 , 0 . 14 , 3 240,97 2 2 2 2 p P D c (mm) P2 F2 Pc Hình 2.36: Pittong Chọn đường kính trong xilanh là D2 = 33 mm
Hệ thống cắt bao gồm hai con dao được chế tạo theo biên dạng tôn, hai con dao chế tạo ăn khớp với nhau tạo thành một gọng kìm. Dao dưới cố định, dao trên chuyển động được, và được gắn trên trục pittong. Dao trên được đặt nghiêng so với dao dưới một góc từ (20-60).
CHƯƠNG 3
3.1.Giới thiệu về PLC
PLC, viết tắt của Programmable Logic Controller, là thiết bị điều khiển lập trình được (khả trình) cho phép thực hiện linh hoạt các thuật toán điều khiển logic thông qua một ngôn ngữ lập trình. Người sử dụng có thể lập trình để thực hiện một loạt trình tự các sự kiện. Các sự kiện này được kích hoạt bởi tác nhân kích thích (ngõ vào) tác động vào PLC hoặc qua các hoạt động có trễ như thời gian định thì hay các sự kiện được đếm.
Một khi sự kiện được kích hoạt thật sự, nó bật ON hay OFF thiết bị điều khiển bên ngoài được gọi là thiết bị vật lý. Một bộ điều khiển lập trình sẽ liên tục “lặp” trong chương trình do “người sử dụng lập ra” chờ tín hiệu ở ngõ vào và xuất tín hiệu ở ngõ ra.
Để khắc phục những nhược điểm của bộ điều khiển dùng dây nối ( bộ điều khiển bằng Relay) người ta đã chế tạo ra bộ PLC nhằm thỏa mãn các yêu cầu sau:
+ Lập trình dễ dàng, ngôn ngữ lập trình dễ học. + Gọn nhẹ, dễ dàng bảo quản, sửa chữa.
+ Dung lượng bộ nhớ lớn để có thể chứa được những chương trình phức tạp. + Hoàn toàn tin cậy trong môi trường công nghiệp.
+ Giao tiếp được với các thiết bị thông minh khác như: máy tính, nối mạng, các Modul mở rộng.
+ Giá cả có thể cạnh tranh được.
Trong PLC, phần cứng CPU và chương trình là đơn vị cơ bản cho quá trình điều khiển hoặc xử lý hệ thống. Chức năng mà bộ điều khiển cần thực hiện sẽ được xác định bởi một chương trình. Chương trình này được nạp sẵn vào bộ nhớ của PLC, PLC sẽ thực hiện việc điều khiển dựa vào chương trình này. Như vậy nếu muốn thay đổi hay mở rộng chức năng của qui trình công nghệ , ta chỉ cần thay đổi chương trình bên trong bộ nhớ của PLC. Việc thay đổi hay mở rộng chức năng sẽ được thực hiện một cách thuận tiện mà không cần một sự can thiệp vật lý nào so với các bộ dây nối hay Relay .
PLC được phân loại theo 2 cách:
+ Hãng sản xuất: Gồm các nhãn hiệu như: Siemens, Omron, Misubishi, Alenbratlay…
+ Version: -PLC Siemen có các họ: S7-200, S7-300, S7-400, Logo. -PLC Misubishi có các họ: Fx, Fx0, FxON. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
3.1.1. Cấu trúc và nguyên lý hoạt động của PLC
PLC S7-300 có cấu trúc dạng module gồm các thành phần sau:
-CPU các loại khac nhau: : 312IFM, 312C, 313, 313C, 314, 314IFM, 314C, 315, 315-2 DP, 316-2 DP, 318-2.
- Module tín hiệu SM xuất nhập tín hiệu tương đồng: SM321, SM322, SM323, SM331, SM332,SM334, SM338, SM374.
- Module chức năng FM. - Module truyền thông CP.
- Module nguồn PS307 cấp nguồn 24VDC cho các module khác, dòng 2A, 5A, 10A.
- Module ghép nối IM: IM360, IM361, IM365.
Các module được gắn trên thanh ray như hình dưới, tối đa 8 module SM/FM/CP ở bên phải CPU, tạo thành một rack kết nối với nhau qua bus connector gắn ở mặt sau của module. Mỗi module được gắn một số slot tính từ trái sang phải, module nguồn là