Đang tải... (xem toàn văn)
Thiết kế máy cuốn, cắt, xả tôn
i BÌA ii LỜI CẢM ƠN Luận văn tốt nghiệp là lúc thể hiện những gì ngƣời sinh viên tích lũy đƣợc trong suốt thời gian học ở trƣờng Đại học. Ngoài ra luận văn cũng là môn học giúp sinh viên biết cách đƣa ra các kiến thức có đƣợc từ lý thuyết áp dụng vào thực tế, bƣớc đầu làm quen với công tác kĩ sƣ. Đó là những kinh nghiệm đầu tiên của chúng em trên chặng đƣờng dài làm một ngƣời kĩ sƣ có trách nhiệm, có đạo đức nghề nghiệp, có tinh thần cầu tiến. Những kinh nghiệm đầu tiên đó sẽ không dễ dàng hơn nếu không có sự hƣớng dẫn tận tình của thầy PHẠM HUY HOÀNG Em cũng xin chân thành cảm ơn thầy giáo chủ nhiệm Nguyễn Văn Thạnh, các thầy cô trong Khoa Cơ khí, và các thầy cô trong trƣờng Đại học Bách Khoa Tp Hồ Chí Minh đã giảng dạy em những kiến thức quý báu trong suốt thời gian học tại trƣờng. Đồng thời em xin cảm ơn Cty TNHH Uyên Phát đã tạo điều kiện cho em đƣợc thực tập và đƣợc tham quan thực tiễn tại nhà máy, từ đó giúp em lên ý tƣởng và thực hiện Đề tài luận văn này. Chúng em cũng xin chân thành cảm ơn anh Minh trƣởng phòng kỹ thuật của cty đã hỗ trợ về mặt kỹ thuật cũng nhƣng kinh nghiệm giúp chúng em hoàn thành tốt đề tài luận văn này. Với thời gian thực hiện đề tài ngắn và kiến thức chƣa có nhiều kinh nghiệm đúc kết từ thực tế, Luận văn sẽ không tránh khỏi những thiếu sót. Rất mong đƣợc sự góp ý của Thầy Cô và các bạn sinh viên để Đề tài đƣợc hoàn thành hơn. Chúng em xin chân thành cảm ơn thầy PHẠM HUY HOÀNG đã tận tình giúp đỡ chúng em trong suốt quá trình thực tập tốt nghiệp và làm luận văn tốt nghiệp Cuối cùng tụi mình xin cảm ơn tất cả các bạn sinh viên K2008 đã giúp đỡ và cùng nhau học tập trong suốt thời gian học tập tại trƣờng. Tp Hồ Chí Minh, ngày 18 tháng 12 năm 2012 Sinh viên thực hiện: Cái Hoàng Gia Nguyễn Bá Hùng iii TÓM TẮT LUẬN VĂN Ý tƣởng của luận văn đƣợc hình thành trong quá trình thực tập tại Cty TNHH Uyên Phát Với yêu cầu thực tiễn là thiết kế máy xả cắt tole cuộn tự động với kích thức là bề rộng tole là 1300mm, chiều dày tole là từ 0,2mm ÷ 0.8mm, đƣờng kính trong của cuộn tole là 508mm, đƣờng kính ngoài là 1300mm. Đƣợc sử dụng cho công đoạn cắt tole cuộn cung cấp cho máy dập tại Cty Uyên Phát. Luận văn đã thiết kế đƣợc các kết cấu cơ khí, vị trí lắp đặt các chi tiết, hệ thống điện và hệ thống thủy lực. Và đã cớ kích thƣớc bao tổng thể của toàn bộ cụm máy. iv MỤC LỤC BÌA i LỜI CẢM ƠN ii TÓM TẮT LUẬN VĂN iii MỤC LỤC iv DANH SÁCH HÌNH VẼ vii DANH SÁCH BẢNG BIỂU ix LỜI NÓI ĐẦU x GIỚI THIỆU TỔNG QUAN 1 CHƢƠNG 1: 1.1. TỔNG QUAN VỀ NGÀNH THÉP VIỆT NAM: 2 1.1.1. QUÁ TRÌNH HÌNH THÀNH: 2 1.1.2. QUÁ TRÌNH PHÁT TRIỂN: 2 1.2. GIỚI THIỆU ĐỀ TÀI 4 1.3. CÁC LOẠI MÁY ĐÃ CÓ TRÊN THỊ TRƢỜNG: 5 1.4. QUI CÁCH CUỘN: 7 1.5. MỤC TIÊU ĐỀ TÀI : 11 PHÂN TÍCH VÀ CHỌN PHƢƠNG ÁN THIẾT KẾ 12 CHƢƠNG 2: 2.1. CÁC YÊU CẦU KỸ THUẬT: 13 2.2. CÁC PHƢƠNG ÁN THIẾT KẾ CÁC CỤM CỦA MÁY: 13 2.2.1. CỤM MANG CUỘN TOLE 13 2.2.2. CỤM KÉO NẮN 20 2.2.3. CỤM CẮT 25 2.3. CHỌN PHƢƠNG ÁN THIẾT KẾ 36 2.3.1. CHỌN PHƢƠNG ÁN CỤM MANG CUỘN TOLE 36 2.3.2. CHỌN PHƢƠNG ÁN CỤM KÉO NẮN: 36 2.3.3. CHỌN PHƢƠNG ÁN CỤM CẮT 37 2.4. CÁC PHƢƠNG ÁN BỐ TRÍ CÁC CỤM MÁY: 37 2.4.1. PHƢƠNG ÁN 1: 37 2.4.2. PHƢƠNG ÁN 2: 38 2.4.3. PHƢƠNG ÁN 3: 39 v 2.4.4. PHƢƠNG ÁN 4 40 2.5. SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ VÀ SƠ ĐỒ ĐỘNG CỦA MÁY: 41 THIẾT KẾ MÁY 42 CHƢƠNG 3: 3.1. THIẾT KẾ CỤM XẢ TOLE 43 3.1.1. XÁC ĐỊNH CÁC THÔNG SỐ CẦN THIẾT 43 3.1.2. TÍNH TOÁN CHỌN ĐỘNG CƠ VÀ PHÂN PHỐI TỶ SỐ TRUYỀN 45 3.1.3. TÍNH THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN XÍCH 46 3.1.4. XÁC ĐỊNH ĐƢỜNG KÍNH TRỤC TRƢỢT 49 3.1.5. THIẾT KẾ TRỤC 1 (TRỤC CHÍNH) 52 3.1.6. THIẾT KẾ THEN 57 3.1.7. TÍNH TOÁN CHỌN Ổ LĂN: 57 3.1.8. TÍNH THIẾT KẾ XY LANH THỦY LỰC 59 3.1.9. TÍNH LỰC KẸP ĐỦ ĐỂ MỞ MÍ TÔN BUNG RA: 64 3.2. TÍNH THIẾT KẾ MÁY NÂNG 66 3.2.1. THIẾT KẾ HỆ THỐNG THỦY LỰC CỦA XE NÂNG CUỘN VỚI CÁC SỐ LIỆU CHO TRƢỚC: 66 3.2.2. TÍNH TOÁN VÀ CHỌN THÔNG SỐ XY LANH CHO BỘ PHẬN NÂNG 66 3.2.3. CHỌN CÁC BỘ PHẬN CỦA HỆ THỐNG THỦY LỰC: 67 3.2.4. PHƢƠNG TRÌNH CÂN BẰNG LỰC CỦA CỤM XILANH TẠO TẢI TRỌNG. 68 3.2.5. LỰC MA SÁT GIỮA CẦN PISTON VÀ VÒNG CHẮN KHÍT: 69 3.2.6. LỰC MA SÁT GIỮA KHỐI LƢỢNG M VÀ BẠC TRƢỢT: 69 3.2.7. LỰC QUÁN TÍNH: 69 3.2.8. CÔNG SUẤT ĐỘNG CƠ ĐIỆN DẪN ĐỘNG BƠM: 71 3.2.9. TÍNH TOÁN ỐNG DẪN: 71 3.2.10. TÍNH RAY VÀ BÁNH XE CHO CỤM NÂNG: 72 3.2.11. ĐỘNG CƠ ĐIỆN . 73 3.2.12. KIỂM TRA ĐỘNG CƠ ĐIỆN VỀ MÔ-MEN MỞ MÁY: 74 3.2.13. CÁC BỘ PHẬN KHÁC CỦA CƠ CẤU DI CHUYỂN XE: 75 3.3. THIẾT KẾ CỤM KÉO NẮN 79 vi 3.3.1. CHỌN ĐỘNG CƠ CHO CỤM KÉO NẮN: 79 3.3.2. PHÂN PHỐI TỈ SỐ TRUYỀN: 79 3.3.3. THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN XÍCH: 80 3.3.4. THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN BÁNH RĂNG: 82 3.3.5. TÍNH TOÁN THIẾT KẾ TRỤC KÉO NẮN: 84 3.3.6. TÍNH TOÁN VÀ CHỌN THÔNG SỐ XYLANH 90 3.3.7. TÍNH TOÁN THIẾT KẾ TRỤC NẮN: 91 3.4. THIẾT KẾ CỤM CẮT: 96 3.4.1. TÍNH TOÁN LỰC CẮT: 96 3.4.2. THÔNG SỐ KẾT CẤU: 96 3.4.3. TINH TOAN VA CHỌN THONG SỐ XYLANH: 101 3.4.4. TÍNH TOÁN CỤM BĂNG TẢI 106 ĐIỀU KHIỂN VÀ HƢỚNG DẪN SỬ DỤNG 109 CHƢƠNG 4: 4.1. YÊU CẦU KỸ THUẬT: 110 4.2. CÁC PHƢƠNG ÁN THIẾT KẾ: 110 4.2.1. BỘ ĐIỀU KHIỂN RƠ LE: 110 4.2.2. BỘ ĐIỀU KHIỂN VI XỬ LÝ: 110 4.2.3. ĐIỀU KHIỂN BẰNG PLC: 112 4.2.4. CHỌN PHƢƠNG ÁN : 113 4.3. THIẾT KẾ QUI TRÌNH ĐIỀU KHIỂN : 113 4.3.1. SƠ ĐỒ KHỐI: GỒM 3 PHẦN 113 4.3.2. NGUYÊN LÝ VẬN HÀNH: 113 4.4. HƢỚNG DẪN SỬ DỤNG : 114 4.4.1. CÁC NGUYÊN NHÂN LÀM PHÁT SINH HƢ HỎNG MÁY VÀ CÁCH KHẮC PHỤC : 114 4.4.2. CÁC BIỆN PHÁP GIẢM THỜI GIAN NGỪNG MÁY DO HƢ HỎNG: 114 TÀI LIỆU THAM KHẢO 116 vii DANH SÁCH HÌNH VẼ Hình 1.1: Máy xả và cắt tôn cuộn 4 Hình 1.2. Máy nắn 5 Hình 1.3. Máy cắt tôn QC11Y 5 Hình1.4. Máy cắt tole QC12 6 Hình1.5. Tole cuộn 10 Hình 2.1: Tạo chuyển động tịnh tiến bằng trục vis + Ly hợp 13 Hình 2.2: Tạo chuyển động tịnh tiến bằng quay trục vis 14 Hình 2.3: Tạo chuyển động tịnh tiến bằng trục vis 15 Hình 2.4: Tạo chuyển động tịnh tiến bằng xy lanh thủy lực 16 Hình 2.5: Kẹp cuộn tole bằng cơ cấu hình bình hành 17 Hình 2.6: Cơ cấu hình bình hành thực tế 17 Hình 2.7: Kẹp cuộn tole bằng nêm chêm 18 Hình 2.8: Nêm chêm thực tế 18 Hình 2.9: Sơ đồ nguyên lý máy nâng cuộn 19 Hình 2.10: Nâng bằng cơ cấu dạng cắt chéo 20 Hình 2.11: Phƣơng án biến dạng nhỏ (Tài liệu [1]) 21 Hình 2.12: Phƣơng án biến dạng lớn (Tài liệu [1]) 22 Hình 2.13: Phƣơng án nâng hạ bằng 3 cặp piston khí nén 23 Hình 2.14: Phƣơng án nâng hạ bằng trục khuỷu tạo góc lệch 24 Hình 2.15: Phƣơng án nâng hạ đồng thời bằng 2 cặp piston khí nén 24 Hình 2.16: Sơ đồ cắt kim loại bằng khí (tham khảo [16]) 25 Hình 2.17: Sơ đồ nguyên lý gia công bằng tia nƣớc 26 Hình 2.18: Sơ đồ nguyên lý cắt bằng tia laser (tham khảo [14]) 27 Hình 2.19: Cắt dây EDM 29 Hình 2.20: Sơ đồ quá trình cắt vật liệu tấm bằng máy cắt 30 Hình 2.21: Cắt bằng lƣỡi dao song song 31 Hình 2.22: Cắt bằng lƣỡi dao nghiêng 32 Hình 2.23: Cắt bằng lƣỡi dao đĩa 32 Hình 2.24: Sơ đồ nguyên lý cơ cấu tay quay con trƣợt 33 Hình 2.25: Sơ đồ nguyên lý cơ cấu hình sin 33 Hình 2.26: Sơ đồ nguyên lý hệ thống thủy lực 34 viii Hình 2.27:Tạo chuyển động bằng cơ cấu cam. 35 Hình2.28:Cách bố trí 1 37 Hình 2.29: Cách bố trí 2 38 Hình 2.30: Cách bố trí 3 39 Hình 2.31: Cách bố trí 4 40 Hình 2.32: Sơ đồ động của máy 41 Hình 3.1: Các kích thƣớc cần thiết của cơ cấu hình bình hành 44 Hình 3.2: Phân tích thành phần lực của cơ cấu hình bình hành. 49 Hình 3.3: Phân bố lực kẹp tôn 50 Hình 3.4: Phân tích tính lực kẹp 51 Hình 3.5: Phân tích lực trên trục chính 52 Hình 3.6: Kích thƣớc trục mang cuộn 54 Hình 3.7: Phƣơng trình cân bằng lực trong xy lanh 59 Hình 3.8: Kẹp mở mí tôn. 64 Hình 3.9: Sơ đồ đặt lực của cần kẹp 64 Hình 3.10: Sơ đồ nguyên lý máy nâng cuộn 66 Hình 3.11: Sơ đồ mạch thủy lực 67 Hình 3.13: Sơ đồ tính trục 75 Hình 3.14: Kích thƣớc trục kéo 87 Hình 3.15: Phân tích lực gối đở 89 Hình 3.16: Sơ đồ phƣơng án 93 Hình 3.17: Phân tích lực trên trục nắn 94 Hình 3.18: Thông số hành trình của dao song song 96 Hình: 3.19: Sơ đồ kết cấu của cơ cấu kẹp chặt 98 Hình 3.20: Sơ đồ tính toán lò xo 99 Hình 3.21: Cân bằng lực của xylanh. 102 Hình 3.22:Sơ đồ nguyên lý cụm băng tải 106 Hình 4.1: Chu trình hoạt động của một bộ vi xử lý. 111 Hinh 4.2: Sơ đồ khối 113 ix DANH SÁCH BẢNG BIỂU Bảng 1.1. Đăc tính kỷ thuật cuộn cán nguội 7 Bảng 2.2: Ma trận đánh giá cụm mang cuộn tôn 36 Bảng 2.3: Ma trận đánh giá cụm kéo nắn 36 Bảng 2.4: Ma trận đánh giá cụm cắt: 37 Bảng 3.1: Thông số cho động cơ và các trục: 46 Bảng 3.2: các thông số của các tiết diện 56 Bảng 3.3: Thông số then 57 Bảng 3.4: Thông số ổ: 58 Bảng 3.5: thông số cho động cơ và trục: 79 x LỜI NÓI ĐẦU Trong sự phát triển của các lĩnh vực cơ khí nhƣ: Chế tạo máy, giao thông vận tải, điện lực, xây dựng, đóng tàu , thì nhu cầu về sử dụng thép tấm ngày một tăng; nhằm trang bị cho sự nghiệp công nghiệp hoá hiện đại hoá đất nƣớc. Do đó đòi hỏi phải tìm ra các biện pháp gia công thép tấm năng suất cao nhằm tạo ra thành phẩm hoặc bán thành phẩm phục vụ cho một quá trình công nghệ, đồng thời phải có tính kinh tế cao. Đồ án tốt nghiệp với mục đích giúp sinh viên hệ thống lại những kiến thức cơ bản đã học trƣớc lúc ra trƣờng, đồng thời phát huy khả năng tƣ duy, sáng tạo của mỗi sinh viên khi đứng trƣớc một vấn đề thực tế trong kĩ thuật. Cùng với sự phát triển của thời đại công nghiệp hóa, hiện đại hóa của ngành cơ khí, thì nhu cầu sản xuất phải sử dụng máy móc độ chính xác cao, phải giảm sức lao động của con ngƣời, tăng năng suất lao động. Nhằm đáp ứng nhu cầu đó, em đã nhận đề tài tốt nghiệp: "THIẾT KẾ HỆ THỐNG NẮN VÀ CẮT TÔN TỰ ĐỘNG" với các nội dung sau: Chƣơng 1: Giới thiệu tổng quan Chƣơng 2: Phân tích và chọn phƣơng án thiết kế Chƣơng 3: Thiết kế máy Chƣơng 4: Thiết kế điều khiển Chƣơng 5: Cách sử dụng và bảo trì máy Đề tài đƣợc hoàn thành với sự hƣớng dẫn tận tình của thầy Phạm Huy Hoàng. Vì khả năng còn hạn chế nên không tránh khỏi những thiếu sót, em rất mong sự góp ý chỉ bảo của thầy cô. Em xin chân thành cảm ơn thầy hƣớng dẫn và các thầy cô trong khoa. Hồ Chí Minh, ngày 17 tháng 12 năm 2012 Sinh viên thiết kế Cái Hoàng Gia Nguyễn Bá Hùng [...]... thị trƣờng: Hình 1.1: Máy xả và cắt tôn cuộn - Mô tả hoạt động: Tôn cuộn đƣợc đƣa vào hệ thống xe rùa, xe rùa di chuyển đƣợc trên đƣờng ray, nâng cuộn tôn vào máy xả cuộn Máy xả cuộn quay và đẩy tôn vào dàn nắn, dàn nắn có nhiệm vụ 4 nắn thẳng tôn, qua bộ đếm, khi đã đếm đủ chiều dài cần thiết để cắt Hệ thống xylanh thủy lực trên cụm cắt đƣợc kích hoạt và di chuyển dao xuống để cắt tôn bằng lƣỡi cắt dao... các loại máy móc: máy cán, máy nắn, máy cắt, sàn con lăn, sàn làm nguội, máy tiện, máy phay,…đƣợc sử dụng nhƣng hầu hết tất cả các loại máy này đều nhập từ nƣớc ngoài với giá thành rất cao Trong khi đó, số lƣợng nhà máy có quy mô vừa và nhỏ hay tƣ nhân ở nƣớc ta rất là lớn Do đó, một yêu cầu bức thiết đƣợc đặt ra ở nƣớc ta là phải có những thiết kế tƣơng đối hoàn chỉnh về các máy này với giá thành hợp... thể máy nắn có thể chia làm 5 nhóm cơ bản sau: - Máy nắn kiểu điểm tựa - Máy nắn con lăn - Máy nắn ống - Máy nắn kéo căng - Máy nắn uốn kéo căng Từ 5 loại máy này có thể chọn một số loại cụ thể hơn Sơ đồ nguyên lý và công dụng của các loại máy nắn thể hiện khái quát trong bảng sau: 20 Sơ đồ nguyên lý và công dụng các loại máy nắn (tham khảo tài liệu [1]) Từ bảng trên ta chọn quá trình nắn thẳng trên máy. .. phẩm: tủ, bàn ghế, cửa, tôn, …đƣợc sản xuất từ phôi là thép tấm thì trƣớc đó phải trải qua các công đoạn khác vì nguồn nguyên liệu chính là thép cuộn, thép tấm phần lớn là sản phẩm của thép cuộn sau khi qua các công đoạn: xả cuộn, nắn thẳng và cắt Với những yêu cầu đó, đề tài Thiết kế hệ thống nắn và cắt tôn tự động” của em ra đời Máy đƣợc thiết kế cải tiến dựa trên cơ sở những máy đã có nhằm mục đích... lƣỡi cắt dao nghiêng 1.3 Các loại máy đã có trên thị trƣờng: Hình 1.2 Máy nắn - Thông số kỹ thuật: Chiều dày nắn 3mm đến 6mm Khổ rộng tối đa 2000mm Hệ thống truyền lực bằng thủy lực, thao tác an toàn tin cậy, mỹ quan bên ngoài Vật liệu chắn cơ động, màn hình hiện số Hình 1.3 Máy cắt tôn QC11Y 5 - Đặc điểm tính năng máy cắt tôn kiểu van thủy lực series QC11Y: Kết cấu hoàn toàn áp dụng hàn nối,... khí điện máy vv Để phục vụ cho nhu cầu trên thì sau công nghệ luyện cán thép cần các máy gia công khác để biến sắt thép thành sản phẩm phục vụ cho cuộc sống con ngƣời Máy xả, cắt tôn là nhu cầu không thể thiếu để phục vụ các công đoạn sau của quá trình sản xuất nhƣ tạo phôi cho ngành dập, sản xuất ô-tô, xây dựng tạo các sản phẩm tiêu dùng phục vụ con ngƣời Trên cơ sở tham khảo các máy cắt tôn khác... thọ sử dụng cao Góc cắt có thể điều chỉnh Khung dao phần trên áp dụng kết cấu nghiêng trong, thuận tiện cho vật liệu xuống và nâng cao độ chính xác của linh kiện máy móc Vật liệu chắn cơ động, màn hình hiện số Hình1.4 Máy cắt tole QC12 - Đặc điểm tính năng máy cắt tôn (màn hình hiện số) kiểu lắc thủy lực sê-ri QC12: Kết cấu hoàn toàn áp dụng hàn nối, có cƣờng độ và tính cứng đầy đủ Hệ thống... linh hoạt nhanh chóng, độ chính xác cắt tấm cao Có bảo vệ an toàn tin cậy Kích thƣớc vật liệu chặn và số lần đều có thiết bị hiển thị bằng số Lắp và chọn cho thiết bị đối chiếu dây, thuận tiện cho cắt phác họa Máy cắt tôn kỹ thuật số có lắp hệ thống CNC trên cơ sở máy cắt tôn kiểu lắc thủy lực QC 12Y, tốc độ gia công và độ chính xác đƣợc nâng lên một bƣớc 6 1.4 Qui cách cuộn: Bảng 1.1 Đăc tính... điều chỉnh đƣợc chiều dày nắn, và chiều dài cắt nên không linh hoạt trong sản xuất Với những nhƣợc điểm hiện tại của các máy trên thị trƣờng, từ đó đề tài Thiết kế hệ thống nắn và cắt tôn tự động” của em đƣợc hình thành nhằm mục đích cải tiến hệ thống sản xuất tôn cuộn trong các nhà máy cán thép và sản xuất vật liệu xây dựng để phù hợp với nhu cầu đòi hỏi ngày càng cao của thị trƣờng, tăng năng suất,... tài: Thiết kế hệ thống nắn và cắt tôn tự động” làm đề tài tốt nghiệp 3 1.2 GIỚI THIỆU ĐỀ TÀI Cùng với sự tăng trƣởng mạnh mẽ của nền kinh tế nƣớc ta, tất cả các lĩnh vực, ngành Riêng trong lĩnh vực cơ khí và tự động nghề cũng phát triển rất nhanh, để đáp ứng nhu cầu ngày càng cao của con ngƣời, hiện đã có rất nhiều nhà máy, xí nghiệp, nhà xƣởng,… đƣợc xây dựng Hàng loạt các loạt các loại máy móc: máy . Hình 1.1: Máy xả và cắt tôn cuộn - Mô tả hoạt động: Tôn cuộn đƣợc đƣa vào hệ thống xe rùa, xe rùa di chuyển đƣợc trên đƣờng ray, nâng cuộn tôn vào máy xả cuộn. Máy xả cuộn quay và đẩy tôn vào. tổng quan Chƣơng 2: Phân tích và chọn phƣơng án thiết kế Chƣơng 3: Thiết kế máy Chƣơng 4: Thiết kế điều khiển Chƣơng 5: Cách sử dụng và bảo trì máy Đề tài đƣợc hoàn thành với sự hƣớng dẫn tận. hiện đã có rất nhiều nhà máy, xí nghiệp, nhà xƣởng,… đƣợc xây dựng. Hàng loạt các loạt các loại máy móc: máy cán, máy nắn, máy cắt, sàn con lăn, sàn làm nguội, máy tiện, máy phay,…đƣợc sử dụng