CHƯƠNG 4: TÍNH TOÁN ĐỘNG HỌC TOÀN MÁY
4.4. PHÂN TÍCH LỰA CHỌN HỆ THỐNG CẤP PHÔI
Trong lao động sản xuất, chúng ta có xu hướng sư dụng máy móc thay thế con người ở những khâu lao động nặng nhọc nhờ vào việc cơ khí hoá và tự động hoá. Đó chính là việc giải phóng sức lao động cho chính bản thân mình bằng cách thay thế các hoạt động thủ công của ta bằng hoạt động của máy móc. Hơn nữa khi người công nhân trực tiếp đứng máy, có rất nhiều động tác lặp đi lặp lại mang tính nhàm chán dễ xảy ra tai nạn cho người công nhân,... Từ các yếu tố đó đặt ra vấn đề ta phải trang bị thêm các hệ thống cấp phôi tự động cho các máy móc thiết bị phục vụ sản xuất.
Trên thực tế nhiều máy cắt thép tấm sử dụng hiện nay chưa có một hệ thống cấp phôi tự động mà chủ yếu nhờ sức lao động của người công nhân. Công việc này chủ yếu là di chuyển tấm thép vào vùng cắt một cách chính xác và liên tục, như vậy sẽ làm tăng năng suất và giảm nhẹ sức lao động cho công nhân.
Để thực hiện công việc này cũng có một số phương án, ta có thể phân tích để đưa ra phương án thích hợp nhất.
DUT.LRCC
4.4.1. Cấp phôi bằng hệ thống các xilanh - piston khí nén a) Sơ đồ bố trí
Hình 4.8: Hệ thống cấp phôi dùng xy lanh thuỷ lực 1 – phôi 2 – xi lanh cấp phôi
3 – xi lanh kẹp phôi 4 – xy lanh kẹp chặt 5 – lưỡi dao trên 6 – lưỡi dao dưới b) Nguyên lý hoạt động:
Trình tự hoạt động của hệ thống cấp phôi tự động như sau:
Khi phôi thép tấm đã được đặt lên sàn các con lăn, piston 3 đi lên kẹp phôi lại.
Khi piston đã kẹp chặt thì xy lanh 2 đẩy cả hệ piston - xilanh 3 cùng tấm thép đi vào đến vị trí của lưỡi cắt.
c) Ưu nhược điểm của cơ cấu
* Ưu 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 gọn, đơn giản .
+ Thiết bị điều khiển trong khí nén rẻ tiền.
* Nhược điểm:
+ Chiều dài của hành trình piston đẩy phôi phải bằng chiều dài lớn nhất khi yêu cầu cắt thép, do vậy kết cấu bị cồng kềnh.
+ Do có khoảng cách từ piston đẩy đến tấm thép khá xa nên khi đẩy dễ bị cong tấm thép.
+ Xilanh kẹp chặt kẹp bị thiếu lực và bị lệch khi đẩy.
1
2 3
4
5
6 1
2 3
4
5
6
DUT.LRCC
4.4.2. Cấp phôi dùng hệ thống băng tải a) Nguyên lý hoạt động
Băng tải được bố trí phía trước bàn dao dưới, được dẫn động bởi động cơ điện cấp phôi cho máy cắt. Sự chuyển động của tấm thép nhờ vào ma sát giữa bản thân nó với băng tải. Vật liêu làm băng có thể là vải cao su hoặc làm bằng thép tấm mỏng.
Hình 4.9: Sơ đồ cấp phôi bằng hệ thống băng tải
1 – tang dẫn 2 – con lăn 3 – băng tải 7 – lưỡi dao dưới 4 – phôi 5 – xi lanh kẹp chặc 6 –lưỡi dao trên
b) Đặc điểm
Hệ thống làm việc tương đối êm, năng suất cao tuy nhiên tấm thép luôn tiếp xúc trên mặt băng làm cho băng chóng mòn. Mặt khác thiết bị cồng kềnh, khó điều khiển chính xác phôi thép đến vị trí cần cắt.
4.4.3. Cấp phôi dùng hệ thống cặp con lăn a) Nguyên lý hoạt động
Phôi thép được đỡ trên hệ thống các con lăn đỡ, được truyền động bởi cặp con lăn được dẫn động bởi động cơ điện. Lực kéo phôi này nhờ vào lực ma sát giữa con lăn với tấm thép, lực này phải lớn hơn ma sát của tấm phôi trên sàn con lăn
4
2 3
5
6
7
DUT.LRCC 1
Hình 4.10: Sơ đồ cấp phôi bằng cặp con lăn 1 – con lăn đỡ 2 – phôi cắt
3 – con lăn dẫn động 4 – xy lanh kẹp phôi 5 – lưỡi dao trên 6 – lưỡi dao dưới b) Đặc điểm
Hệ thống làm việc chắc chắn, tin cậy đồng thời dễ dàng điều khiển để đưa tấm thép đến vị trí cần cắt.
➢ Kết luận:
Qua các phân tích về những ưu – nhược điểm của những hệ thống cấp phôi, ta thấy hệ thống cấp phôi dùng cặp con lăn được dẫn động có những đặc điểm làm việc phù hợp với điều kiện làm việc của máy cần thiết kế. Do vậy, ta chọn phương án cấp phôi dùng cặp con lăn được dẫn động.
4.4.4. Động học hệ thống cấp phôi a) Hoạt động của hệ thống
Động cơ 1 quay, qua khớp nối 6 và hộp giảm tốc 2 truyền momen xoắn cho trục dẫn động con lăn 3 làm cho con lăn 3 quay. Nhờ lực ma sát giữa tấm thép và các con lăn mà khi nó quay tấm thép được kéo và cấp phôi cho quá trình cắt.
1
2
3 4
5
6 1
2
3 4
5
6
DUT.LRCC
Hình 4.11: Sơ đồ nguyên lý bộ phận cấp phôi
1 – động cơ điện 2 – hộp giảm tốc 3 – con lăn dẫn động 4 – con lăn bị động 5 – tấm phôi 6 – khớp nối
b) Chọn sơ bộ vận tốc của phôi
Theo yêu cầu của cấp phôi tự động là khi phôi đưa vào đến đủ chiều dài cần thiết thì chạm vào cử hành trình, tác động lên rơle điều khiển cắt nguồn điện ở động cơ làm quay con lăn để phôi không được tiếp tục cấp vào nữa. Nhưng do rôto của động cơ có tốc độ quay lớn nên khi nguồn điện bị cắt thì nó vẫn còn quay với vận tốc nào đó do quán tính của nó. Vì vậy để giảm bớt lực dịch phôi đi vào do quán tính quay ta chọn tốc độ cán phôi vào nhỏ, khoảng (0.1 0.3 ) m/s, chọn tốc độ cán phôi vào v = 0.3 m/s
= 300 mm/s, và chọn loại động cơ có bộ phận phanh điện từ gắn trên trục động cơ. Khi nguồn điều khiển động cơ cấp phôi bị cắt thì phanh điện từ làm việc, nó giảm bớt được chuyển động quay do quán tính của rô to động cơ.