- Các chuyển động chính của máy bao gồm:
➢ Chuyển động tịnh tiến của phôi trên các trục cuốn
➢ Chuyển động quay của 2 trục cuốn I và II
➢ Chuyển động tịnh tiến của trục III - Tác dụng của chúng:
➢ Trục I: Đây là trục chủ động, hay gọi là trục cuốn, khi phôi được cấp vào thì cho động cơ quay và trục này quay, đồng thời cuốn phôi vào.
➢ Trục II: Đây là trục bị động.
➢ Trục III:Đây là trục ép và kết hợp với trục 2 trục cuốn I, II để tạo ra sản phẩm.
4.1 Lựa chọn phương án dẫn động cho phôi.
Quá trình uốn diễn ra khi phôi thép tấm chuyển động tịnh tiến đi qua các trục uốn.
Các trục uốn chuyển động tịnh tiến lên xuống để tạo ra biên dạng uốn.
Có nhiều phương pháp tạo chuyển động cho phôi thép nhưng cần lựa chọn một phương pháp đảm bảo các điều kiện sau:
- Máy thiết kế có hình dạng và kết cấu hợp lý theo quan điểm công nghệ chế tạo và lắp ráp.
- Vật liệu chế tạo chi tiết máy được chọn hợp lý, đảm bảo các yêu cầu liên quan đến công dụng và điều kiện sử dụng máy.
- Máy phải có khối lượng và kích thước nhỏ gọn.
- Giá thành và chi phí cho sử dụng là thấp nhất, phù hợp với điều kiện hiện có.
Từ những yêu cầu trên và với phương án thiết kế đã lựa chọn trên ta chọn phương pháp dẫn động phôi bằng cách truyền chuyển động quay cho trục I và trục II.
Điều kiện để phôi có thể di chuyển là :
Fms = f.Fn ≥ Ft
Trong đó : Fms : là lực ma sát trên vùng tiếp xúc Ft : lực vòng cần truyền
Fn : lực nén trên các trục f : hệ số ma sát
DUT.LRCC
4.2 Lựa chọn phương án tạo chuyển động quay cho trục I.
❖ Phương án 1: Sử dụng động cơ thủy lực:
Có nhiều loại động cơ thủy lực như : động cơ bánh răng , động cơ cánh gạt , động cơ piston ….tương ứng với các loại bơm dầu là các loại động cơ dầu.
Sơ đồ mạch thủy lực được bố trì như sau:
1– Bơm dầu 2 – Van tràn và van an toàn 3 – Van tiết lưu 4 – Van đảo chiều 5 – Bơm dầu 6 – Van cản
Hình 4.1: Sơ đồ bố trí thủy lực
• Nguyên lý hoạt động:
Khi đóng điện cho động cơ điện quay làm cho bơm dầu hoạt động, bơm dầu lên cho hệ thống. Khi van đảo chiều ở vị trí giữa thì lượng dầu bơm lên sẽ thông qua van tràn chảy về
bể. Khi van đảo chiều ở hai vị trí trái hoặc phải thì dầu được cung cấp cho động cơ dầu, nhờ chuyển động của dầu làm cho roto của động cơ quay và làm trục động cơ quay truyền chuyển động quay cho các bộ phận chấp hành như hộp giảm tốc
• Ưu điểm và nhược điểm:
+ Ưu điểm:
- Momen khởi động và chống quá tải tốt.
- Điều chỉnh tốc độ dễ dàng.
DUT.LRCC
- Kết cấu động cơ nhỏ gọn hơn.
- Làm việc ở môi trường khắc nghiệt như ngập nước, dễ cháy nổ…
+ Nhược điểm:
- Để động cơ hoạt động được thì cần phải có nhiều thiết bị khác đi kèm vì thế hệ thống khá phức tạp, khó sửa chữa và thay thế và giá thành cao.
❖ Phương án 2: Sử dụng động cơ điện:
Động cơ điện là loại động cơ được sử dụng nhiều trong công nghiệp cũng như gia dụng. Có rất nhiều loại động cơ điện như động cơ một chiều, động cơ chiều 3 pha đồng bộ, động cơ 3 pha không đồng bộ…
Sơ đồ bố trí động cơ như sau:
1– động cơ 2– cơ cấu phanh hãm Hình 4.2: Sơ đồ sử dụng động cơ điện
• Nguyên lý hoạt động:
Khi đóng điện cho động cơ hoạt động thì trên các quận dây của stato và roto động cơ sinh ra hiên tượng cảm ứng điện từ làm cho roto quay. Trục động cơ quay truyền chuyển động quay cho cơ cấu chấp hành như hộp giảm tốc, các bộ truyền ngoài tới trục I của máy.
• Ưu điểm và nhược điểm:
+ Ưu điểm:
- Kết cấu đơn giản, không cần các thiết bị đi kèm phức tạp.
- Dễ lắp đặt sửa chữa và thay thế.
- Vận hành tin cậy.
- Giá thành rẻ, thông dụng.
+ Nhược điểm:
Hộp giảm tốc
1 2
n dc
n
DUT.LRCC
- Khó khăn trong việc khởi động dòng khởi động lớn ( 4 đến 7 lần định mức ) làm sụt áp lưới điện và làm nóng động cơ.
- Momen khởi động nhỏ.
- Kích thước lớn hơn so với các loại động cơ khác có cùng công suất.
➢ Kết luận: Với những ưu nhược điểm và kết cấu như trên và với yêu cầu của máy ta lựa chọn phương án dùng động cơ điện tạo chuyển động quay cho trục I để tạo chuyển động cho phôi thép.
4.3 Lựa chọn phương án chuyển động cho trục ép III.
❖ Phương án 1: Dùng thuỷ lực
Ta có thể dùng xilanh thủy lực để tạo chuyển động tịnh tiến cho các trục uốn Sơ đồ nguyên lý như sau:
Hình 4.3: Sơ đồ bố nguyên lý dùng thủy lực nâng 2 trục cuốn
• Nguyên lý hoạt động:
Khi ta đóng điện cho động cơ bơm dầu hoạt động dầu sẽ được bơm lên hệ thống. khi van đảo chiều ở vị trí giữa thì dầu sẽ chảy qua van an toàn về bể. Khi van an toàn ở vị trí bên trái thì xilanh được cung cấp dầu chuyển động đi lên đẩy trục uốn đi lên uốn phôi.
Khi van đảo chiều ở vị trí bên phải thì dầu sẽ được ép lên phía trên làm cho xilanh đi xuống mạnh theo trục uốn đi xuống. Nếu muốn dùng ta chỉ việc cho van đảo chiều về
DUT.LRCC
• Ưu điểm và nhược điểm:
+ Ưu điểm: Truyền động dễ dàng, kết cấu đơn giản.
+ Nhược điểm: Do tính nén được của dầu nên có thể làm piston không ổn định và làm sai số bán kính cung uốn.
❖ Phương án 2: Dùng cơ cấu vít me - đai ốc
Đây là hệ thống truyền động bằng cơ khí được sử dụng khá nhiều trong các loại máy gia công thép đặc biệt là các máy công cụ.
Sơ đồ nguyên lý như sau:
Hình 4.4: Sơ đồ dùng cơ cấu vít me - đai ốc
1_Trục ép. 2_Tay quay 3_Cơ cấu vít me- đai ốc. 4_Ổ bi đỡ
• Nguyên lý hoạt động:
Khi ta muốn các trục chuyển động thì quay tay quay truyền chuyển động cho trục vít me quay. Vì đai ốc được lắp cố định trên thân máy nên khi trục vít me quay đai ốc đứng yên thì trục vít me phải tịnh tiến lên xuống và tạo chuyển động cho trục ép.
- Đặc tính cho bộ truyền này làm cho cơ cấu vít me đai ốc quay chậm lại, vít me đai ốc chịu được lực ép ( lực dọc trục ) rất lớn, vận tốc trượt chuyển động thấp.
Cấu tạo của trục vít me có 3 đoạn: Đoạn đầu để lắp ráp với tay quay, đoạn cuối áp chặt và tì vào gối trục, đoạn giữa có ren và được lắp với đai ốc bằng đồng để điều chỉnh lượng ép.
Ren được dùng trong vít me đai ốc là loại ren hình thang đỡ chặn một phía để chống rơ và lỏng khi làm việc.
DUT.LRCC
Chọn vật liệu làm vít me là thép C45 tôi cải thiện có bk =700 (N/mm2), ch =350 (N/mm2), HB = 200.
• Ưu điểm và nhược điểm:
+ Ưu điểm: ổn định, không có sai lệch khi bị nén như dầu thủy lực.
+ Nhược điểm: Khó khăn trong việc chế tạo vít me – đai ốc.
➢ Kết luận: Với những phân tích như trên ta lựa chọn phương án 2 sử dụng cơ cấu vitme - đai ốc truyền chuyển động tịnh tiến cho trục ép. Tạo ra độ chính xác cao cho sản phẩm.
4.4 Xây dựng sơ đồ động học toàn máy.
Với những phân tích và lựa chọn trên ta có sơ đồ động toàn máy sau:
Hình 4.5 Sơ đồ động của máy cuốn thép tấm 3 trục
DUT.LRCC
1_Động cơ 2_Nối trục 3_Hộp giảm tốc 4_Bộ truyền xích 5_Ổ bi đỡ
6_Cơ cấu giữ đầu trục 7_Cơ cấu vít me – đai ốc 8_Trục ép III
9_Trục cuốn I 10_Tay quay
Các chuyển động cần thiết: Sau khi chuẩn bị xong vật liệu ta tiến hành cuốn.
Phôi được đưa vào khe hở giữa hai trục dưới và trục trên và bắt đầu khởi động máy để cuốn. Khởi động động cơ để 2 trục cuốn I,II chuyển động quay tròn để cuốn phôi và trục III chuyển động tịnh tiến xuống để ép phôi tạo độ cong cho phôi. Trục cuốn có thể quay hai chiều để cuốn phôi chạy tới chạy lui cho đến khi sản phẩm ống được hình thành thì kết thúc một quá trình cuốn.
DUT.LRCC