Đang tải... (xem toàn văn)
Cùng với sự phát triển của khoa học nói chung và ngành cơ khí nói riêng. Đòi hỏi người cán bộ kỹ thuật phải nắm vững kiến thức cơ bản tương đối rộng. Đồng thời phải biết vận dụng kiến thức đã học trong suốt 5 năm để giải quyết những vấn đề cụ thể thường gặp trong sản xuất, sửa chữa và sử dụng. Do đó, đồ án tốt nghiệp là mục đích giúp hệ thống lại những kiến thức cơ bản đã học trước lúc ra trường. 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 người, tăng năng suất lao động. Nhằm đáp ứng nhu cầu đó, em đã nhận đề tài tốt nghiệp là “THIẾT KẾ MÁY CẮT THÉP TẤM TRUYỀN ĐỘNG BẰNG THỦY LỰC” với các nội dung sau: Chương 1: Tổng quan về thép tấm và công nghệ cắt thép tấm trong công nghiệp Chương 2: Nguyên lý thiết kế và tính động học của máy Chương 3: Tính toán kết cấu máy Chương 4: Thiết kế hệ thống điều khiển bằng PLC – An toàn và vận hành máy
Đồ Án Tốt Nghiệp - Máy Cắt Thép Tấm MỤC LỤC LỜI NÓI ĐẦU 1 TỔNG QUAN VỀ THÉP TẤM VÀ CÔNG NGHỆ CẮT THÉP TẤM TRONG CÔNG NGHIỆP 2 1.1. THÉP TẤM TRONG CÔNG NGHIỆP 2 1.2. CƠ SỞ LÝ THUYẾT VỀ CẮT KIM LOẠI 3 1.2.1. BIẾN DẠNG KIM LOẠI 3 1.2.2. NHỮNG NHÂN TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN BIẾN DẠNG DẺO CỦA KIM LOẠI 6 1.3. CÁC PHƯƠNG PHÁP CẮT THÉP TẤM 8 1.3.1. CẮT BẰNG PHƯƠNG PHÁP THỦ CÔNG 8 1.3.2. CẮT BẰNG HỒ QUANG, ĐIỆN HOẶC NGỌN LỬA KHÍ 8 1.3.3. CẮT BẰNG CHÙM TIA LASER 9 1.3.4. PHƯƠNG PHÁP CẮT THÉP TẤM BẰNG ÁP LỰC LƯỠI CẮT 10 CHƯƠNG 2 18 NGUYÊN LÝ THIẾT KẾ VÀ TÍNH ĐỘNG HỌC CỦA MÁY 18 2.1. GIỚI THIỆU CHUNG 18 2.2. PHÂN TÍCH CHỌN SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ CỦA MÁY 18 2.3. TÍNH ĐỘNG HỌC TOÀN MÁY 23 2.4. PHƯƠNG ÁN TRUYỀN ĐỘNG CƠ CẤU ĐỠ PHÔI 29 CHƯƠNG 3 31 TÍNH TOÁN KẾT CẤU MÁY 31 3.1. KẾT CẤU CHO CƠ CẤU KẸP PHÔI 31 3.2. TÍNH TOÁN THUỶ LỰC CHO BỘ PHẬN TẠO LỰC CẮT 35 3.3. TÍNH CHỌN CÁC KÍCH THƯỚC CỦA LƯỠI DAO, BÀN TRƯỢT GÁ DAO 42 3.4. TÍNH TOÁN CHỌN CÁC BỘ PHẬN CẤP PHÔI 45 3.5. TÍNH CHỌN HỘP GIẢM TỐC 47 THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN BẰNG PLC 61 AN TOÀN VÀ VẬN HÀNH MÁY 61 4.1. GIỚI THIỆU CHUNG VỀ ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG BẰNG PLC 61 ( Programmable Logic Controller) 61 SVTH: Trương Đăng Sang - Lớp:10C1LT.H2 Đồ Án Tốt Nghiệp - Máy Cắt Thép Tấm 4.2. PHÂN TÍCH VÀ CHỌN PHƯƠNG ÁN ĐIỀU KHIỂN 65 4.3. CHƯƠNG TRÌNH ĐIỀU KHIỂN PLC 69 4.4. AN TOÀN VÀ VẬN HÀNH MÁY 71 TÀI LIỆU THAM KHẢO 74 SVTH: Trương Đăng Sang - Lớp:10C1LT.H2 Đồ Án Tốt Nghiệp - Máy Cắt Thép Tấm LỜI NÓI ĐẦU Cùng với sự phát triển của khoa học nói chung và ngành cơ khí nói riêng. Đòi hỏi người cán bộ kỹ thuật phải nắm vững kiến thức cơ bản tương đối rộng. Đồng thời phải biết vận dụng kiến thức đã học trong suốt 5 năm để giải quyết những vấn đề cụ thể thường gặp trong sản xuất, sửa chữa và sử dụng. Do đó, đồ án tốt nghiệp là mục đích giúp hệ thống lại những kiến thức cơ bản đã học trước lúc ra trường. 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 người, tăng năng suất lao động. Nhằm đáp ứng nhu cầu đó, em đã nhận đề tài tốt nghiệp là “THIẾT KẾ MÁY CẮT THÉP TẤM TRUYỀN ĐỘNG BẰNG THỦY LỰC” với các nội dung sau: Chương 1: Tổng quan về thép tấm và công nghệ cắt thép tấm trong công nghiệp Chương 2: Nguyên lý thiết kế và tính động học của máy Chương 3: Tính toán kết cấu máy Chương 4: Thiết kế hệ thống điều khiển bằng PLC – An toàn và vận hành máy Đề tài được hoàn thành với sự hướng dẫn tận tình của thầy giáo PGS.TS Trần Xuân Tùy và cùng các thầy cô trong khoa. Vì là một vấn đề tương đối lớn, mới của người sinh viên, không tránh khỏi những thiếu sót. Em rất mong sự góp ý chỉ bảo của thầy cô. Em xin chân thành cảm ơn thầy giáo hướng dẫn và các thầy cô trong khoa cơ khí. Đà Nẵng, ngày tháng năm 2013 Sinh viên thiết kế Trương Đăng Sang SVTH: Trương Đăng Sang - Lớp:10C1LT.H2 1 Đồ Án Tốt Nghiệp - Máy Cắt Thép Tấm CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ THÉP TẤM VÀ CÔNG NGHỆ CẮT THÉP TẤM TRONG CÔNG NGHIỆP 1.1. THÉP TẤM TRONG CÔNG NGHIỆP Ngày nay khi nhu cầu về đời sống càng phát triển và nâng cao thì ngành công nghiệp cần phải đáp ứng đầy đủ và kịp thời những nhu cầu đó. Trong đó ngành công nghiệp và gia công kim loại bằng áp lực như cán, kéo, ép, rèn tự do, rèn khuôn, dập tấm cũng đóng góp một phần không nhỏ, quan trọng hơn trong đó là phương pháp gia công kim loại cán và cắt thép tấm đóng một vai trò không nhỏ, nó góp phần tạo ra các sản phẩm, vật dụng và các ngành nghề công nghiệp khác như: ngành công nghiệp hàng không, lĩnh vực điện, nông nghiệp, ô tô, xây dựng, công nghiệp đóng tàu, thuyền Thép tấm được tạo thành từ quá trình cán kim loại, kim loại biến dạng giữa hai trục cán quay ngược chiều nhau, có khe hở giữa hai trục cán nhỏ hơn chiều dày của phôi ban đầu. Kết quả làm chiều dày phôi giảm, chiều dài và chiều rộng tăng lên, hay đây là sản phẩm dạng tấm hay thép tấm. Cắt thép tấm có thể tiến hành ở trạng thái nóng hoặc trạng thái nguội, ở mỗi loại nó có các ưu điểm và nhược điểm khác nhau. Các sản phẩm thép tấm được phân loại theo chiều dày của tấm thép: Thép tấm mỏng: chiều dày S = 0.2 ÷ 3.75 mm, chiều rộng b = 600 ÷ 2.200 mm; Thép tấm dày: S = 4 ÷ 60 mm, b = 600 ÷ 5.000 mm, l = 4.000 ÷ 12.000 mm; Thép tấm dải: S = 0.2 ÷ 2mm, b = 200 ÷ 1.500 mm, l = 4.000 ÷ 60.000 mm. Từ sự phân loại đó ta cũng có được các dạng phôi của thép tấm khác nhau như dạng phôi tấm hay dạng phôi cuộn, phôi dải. Hình dạng và kích thước của thép tấm qua quá trình cán nó được tiêu chuẩn hoá, do đó việc sử dụng thép tấm để chế tạo ra các sản phẩm như thùng, sàn xe ô tô, khung, sườn xe máy, các thiết bị ngành điện, các kết cấu trong ngành xây dựng như cầu, nhà cửa, sử dụng trong chính ngành cơ khí chế tạo, ngành tàu thuyền thì phải được thông qua quá trình cắt thép tấm ra các kích thước và hình dạng khác nhau. Thép tấm sau khi được cắt ra các kích cỡ theo yêu cầu, từ đó nó được sử dụng để tạo ra các chi tiết, hình dạng, thù hình khác như: - Trong xây dựng, các thép hình cỡ lớn trong các dầm cầu được tạo thành từ các tấm thép tấm dày cắt nhỏ, hay thép tấm được dùng để liên kết với nhau để tạo nên các kết cấu thép bền vững hơn như nó liên kết với nhau có thể bằng mối hàn, bu lông hoặc đinh tán. Hình 1-1: Kết cấu thép tấm trong xây dựng - Trong ngành chế biến, thép tấm được sử dụng rộng rãi không kém, nó được dùng để chế tạo các thùng chứa, bể chứa, các chai, hộp để đóng gói SVTH: Trương Đăng Sang - Lớp:10C1LT.H2 2 Đồ Án Tốt Nghiệp - Máy Cắt Thép Tấm - Trong ngành cơ khí: Chế tạo thép tấm được sử dụng trong các thân máy của các máy cắt kim loại, khung sườn xe máy - Trong ngành điện: thép tấm được dùng để tạo ra các sản phẩm trong lĩnh vực điện như là các lá thép trong stato bơm nước hay quạt điện, thép tấm được dùng các cánh quạt cỡ lớn, các thép tấm mỏng dùng làm các lá thép để ghép lại trong chấn lưu đèn ống, máy biến thế, trong lĩnh vực điện chiếu sáng nó được dùng làm các cột điện đường, cột đèn Hình 1-2: Sản phẩm thép tấm trong ngành điện - Trong ngành cơ khí ô tô, việc sử dụng thép tấm không thể thiếu được, các thép tấm được dùng làm các khung sườn gầm, lót sàn xe ô tô, che kín thùng xe, các bộ phận che kín khác - Thép tấm dùng làm vỏ, kết cấu khung tàu thuyền trong ngành tàu biển. - Trong các ngành nghề khác thép tấm dùng để dập ra các đồ dùng dân dụng phục vụ đời sống hay trong ngành công nghiệp hàng không dùng để che chắn, nắp đậy thân, cửa của máy bay, tên lửa Với nhu cầu sử dụng hiện tại của thép tấm, sự cần thiết phải có các máy để cắt các thép tấm từ ban đầu trong các ngành công nghiệp, các ngành nghề khác nhau đặc biệt trong lĩnh vực cơ khí là một điều không thể thiếu. 1.2. CƠ SỞ LÝ THUYẾT VỀ CẮT KIM LOẠI Gia công kim loại bằng áp lực là một trong những phương pháp cơ bản để chế tạo các chi tiết máy và các sản phẩm kim loại thay thế cho phương pháp đúc hoặc gia công cắt gọt. Gia công bằng áp lực thực hiện bằng cách dùng ngoại lực tác dụng lên kim loại ở trạng thái nóng hoặc trạng thái nguội, làm cho kim loại đạt đến quá giới hạn đàn hồi, kết quả làm thay đổi hình dạng của vật thể kim loại mà không phá huỷ tính liên tục và độ bền của chúng. Cắt kim loại là chia phôi ra thành các tấm, dải, mảnh theo đường kín hoặc đường hở. Quá trình cắt xảy ra từ biến dạng đàn hồi khi có lực tác dụng, sau đó biến dạng dẻo cùng với sự tăng lực tác dụng và các vết nứt xuất hiện và gặp nhau theo hướng cắt và tách rời tấm phôi. 1.2.1. BIẾN DẠNG KIM LOẠI Dưới tác dụng của ngoại lực kim loại biến dạng theo các giai đoạn: biến dạng đàn hồi, biến dạng dẻo và phá huỷ. Tuỳ theo cấu trúc tinh thể của mỗi kim loại, các giai đoạn trên có thể xảy ra ở các mức độ khác nhau dưới tác dụng của ngoại lực và tải trọng. SVTH: Trương Đăng Sang - Lớp:10C1LT.H2 3 Đồ Án Tốt Nghiệp - Máy Cắt Thép Tấm Biểu đồ biến dạng khi thí nghiệm kéo đứt của kim loại: - Khi tải trọng tác dụng nhỏ hơn P đh thì biến dạng kim loại tăng theo đường bậc nhất, đây là giai đoạn biến dạng đàn hồi: biến dạng mất đi sau khi khử bỏ tải trọng. - Khi tải trọng từ P đh → P d thì độ biến dạng tăng với tốc độ nhanh, đây là giai đoạn biến dạng dẻo, kim loại bị biến đổi kích thước, hình dạng sau bỏ tải trọng tác dụng lên nó. - Khi tải trọng đạt đến giá trị lớn nhất P d thì trong kim loại bắt đầu xuất hiện vết nứt, tại đó ứng suất tăng nhanh và kích thướt vết nứt tăng lên, cuối cùng kim loại bị phá huỷ. Đó là giai đoạn phá huỷ: tinh thể kim loại bị đứt rời. a. Biến dạng đàn hồi Dưới tác dụng của ngoại lực hay cắt kim loại bằng áp lực, mạng tinh thể bị biến dạng. Khi lực tác dụng nhỏ, ứng suất sinh ra trong kim loại chưa vượt quá giới hạn đàn hồi, các nguyên tử kim loại dịch chuyển không quá một thông số mạng, nếu thôi tác dụng lực thì mạng tinh thể lại trở về trạng thái ban đầu. Khi chịu tải, vật liệu sinh ra một phản lực cân bằng với ngoại lực, ứng suất là phản lực tính trên một đơn vị diện tích. Ứng suất vuông góc với mặt chịu lực gọi là ứng suất pháp σ, gây biến dạng ε . Ứng suất tiếp τ sinh ra xê dịch góc γ . Ứng suất pháp 3 chiều ( ứng suất khối) làm biến dạng thể tích v v ∆ . Biến dạng đàn hồi có thể do ứng suất pháp hoặc do ứng suất tiếp sinh ra như sơ đồ sau: SVTH: Trương Đăng Sang - Lớp:10C1LT.H2 4 σ σ σ σ τ τ σ 3 σ 23 σ 1 P (Tải) P d P đh đh ∆ d ∆ l∆ (Độ biến dạng) Hình 1-3: Biểu đồ biến dạng của kim loại Đồ Án Tốt Nghiệp - Máy Cắt Thép Tấm Hình 1-4: Ứng suất trong biến dạng đàn hồi Đối với nhiều vật liệu, quan hệ tuyến tính giữa ứng suất và biến dạng đàn hồi được mô tả bằng định luật Hooke: Phương trình cơ sở của thuyết đàn hồi εσ .E = ( cho kéo và nén) (1.1) γτ .G = ( cho xê dịch) (1.2) Trong đó: E: Modun đàn hồi của vật liệu G: Modun đàn hồi trượt Và v v KP ∆ −= . ( đối với ép 3 chiều) (1.3) Với ( ) [ ] µ 213 − = E K (1.4) Với ( ) [ ] µ + = 12 E G (1.5) Vậy biến dạng đàn hồi của kim loại có nghĩa là các nguyên tử trong mạng tinh thể tác động qua lại với nhau bằng lực hút và lực đẩy. Nếu lực tác dụng chưa đủ để sinh ra ứng suất vượt quá giới hạn đàn hồi của vật liệu thì kim loại trở lại trạng thái cân bằng, hay ở giai đoạn này quá trình cắt kim loại chưa xảy ra. b. Biến dạng dẻo: Khi ứng suất sinh ra trong kim loại vượt quá giới hạn đàn hồi thì kim loại bị biến dạng dẻo do trượt và song tinh. Theo hình thức trượt, một phần đơn tinh thể dịch chuyển song song với phần còn lại theo một mặt phẳng nhất định, mặt phẳng này gọi là mặt trượt. Theo hình thức song tinh, một phần tinh thể vừa trượt, vừa quay đến một vị trí mới đối xứng với phần còn lại qua một mặt phẳng gọi là mặt song tinh. Các nguyên tử kim loại trên mỗi mặt di chuyển một khoảng tỷ lệ với khoảng cách đến mặt song tinh. Các lý thuyết và thực nghiệm cho thấy trượt là hình thức chủ yếu gây ra biến dạng dẻo trong kim loại khi lực tác dụng lên nó sinh ra ứng suất lớn hơn giới hạn đàn hồi nhưng chưa vượt ứng suất phá huỷ hay ứng suất giới hạn bền của vật liệu. Đây là giai đoạn thứ hai của quá trình cắt kim loại, giai đoạn này xảy ra trước quá trình kim loại bị phá huỷ hay quá trình kim loại bị cắt đứt. Trong quá trình biến dạng dẻo kim loại vì ảnh hưởng của các nhân tố như: nhiệt độ không đều, tổ chức kim loại không đều, lực biến dạng phân bố không đều, ma sát ngoài đều làm cho kim loại sinh ra ứng suất dư, bên trong bất cứ kim loại biến dạng dẻo nào cũng đều sinh ra ứng suất dư, sau khi thôi tác dụng ứng suất dư vẫn còn tồn tại. c. Phá huỷ: Quá trình biến dạng tăng dần với một mức độ nào đó kim loại sẽ bị phá huỷ, đây là dạng hỏng nghiêm trọng và không thể phục hồi được. Cơ chế của quá trình phá huỷ: đầu tiên hình thành và phát triển các vết nứt từ kích thước siêu vi mô đến vi mô, đến vĩ mô ( bị phá huỷ). - Phá huỷ trong điều kiện tải trọng tĩnh: + Phá huỷ có kèm theo sự biến dạng dẻo với mứt độ tương đối gọi là phá huỷ dẻo. Phá huỷ xảy ra với tốc độ nhỏ và cần nhiều năng lượng nên ít nguy hiểm. SVTH: Trương Đăng Sang - Lớp:10C1LT.H2 5 Đồ Án Tốt Nghiệp - Máy Cắt Thép Tấm Điều kiện cần thiết cho biến dạng dẻo xảy ra là biến dạng dẻo và trạng thái ứng suất kéo ba chiều trong vùng co thắt cục bộ. + Phá huỷ giòn: hầu như không có biến dạng dẻo vĩ mô kèm theo, xảy ra tức thời nên khá nguy hiểm. Bề ngoài mặt khi phá huỷ thường vuông góc với ứng suất pháp lớn nhất nhưng bề mặt vi mô thì có thể là theo các mặt phẳng tinh thể xác định ( mặt vỏ giòn) ở bên trong mỗi hạt. + Các yếu tố ảnh hưởng đến sự phá huỷ là: nhiệt độ, tốc độ biến dạng và tập trung ứng suất. Ứng suất cần thiết để phát triển vết nứt: = C E s c . 2 π γ σ (1.6) Trong đó: E: Mođun đàn hồi của vật liệu s γ : Sức căng bề mặt C: Kích thước đặc trưng của vết nứt ban đầu. - Phá huỷ trong điều kiện tải trọng thay đổi theo chu kỳ ( phá huỷ mỏi) cơ chế của phá huỷ mỏi cũng xảy ra bằng cách tạo thành và phát triển vết nứt. Sự phá huỷ mỏi phụ thuộc vào yếu tố: ứng suất tác động, số chu kỳ tác động của tải trọng, yếu tố tập trung ứng suất. - Phá huỷ ở nhiệt độ cao: Sự tạo nên vết nứt có thể theo cơ chế sau: các hạt trượt lên nhau theo biên giới hạt, có tập trung ứng suất tạo nên vết nứt. Thực chất quá trình biến dạng dẻo của kim loại nó ảnh hưởng lớn đến lực cắt do vậy ta nguyên cứu các nhân tố ảnh hưởng đến nó. 1.2.2. NHỮNG NHÂN TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN BIẾN DẠNG DẺO CỦA KIM LOẠI Tính dẻo của kim loại là khả năng biến dạng dẻo của kim loại dưới tác dụng của ngoại lực mà không bị phá huỷ. Tính dẻo của kim loại phụ thuộc vào hàng loạt nhân tố khác nhau: thành phần và tổ chức của kim loại, nhiệt độ, trạng thái ứng suất chính, ứng suất dư, ma sát ngoài, lực quán tính, tốc độ biến dạng a. Ảnh hưởng của thành phần hoá học và tổ chức kim loại Các kim loại khác nhau có kiểu mạng tinh thể, lực liên kết giữa các nguyên tử khác nhau, do đó tính dẻo của chúng cũng khác nhau, chẳng hạn: đồng, nhôm dẻo hơn sắt. Đối với hợp kim, kiểu mạng thường phức tạp, xô lệch mạng lớn, một số nguyên tố tạo các hạt cứng trong tổ chức, cản trở sự biến dạng do đó tính dẻo giảm. Thông thường kim loại sạch và hợp kim có cấu trúc một pha dẻo hơn hợp kim có cấu trúc nhiều pha. Các tạp chất thường tập trung ở biên giới hạt, làm tăng xô lệch mạng cũng làm giảm tính dẻo của kim loại. b. Ảnh hưởng của nhiệt độ Tính dẻo của kim loại phụ thuộc rất lớn vào nhiệt độ, hầu hết các kim loại khi tăng nhiệt độ thì tính dẻo tăng. Khi tăng nhiệt độ, dao động nhiệt của các nguyên tử tăng, đồng thời xô lệch mạng giảm, khả năng khuếch tán của các nguyên tử tăng làm cho tổ chức đồng đều hơn. Một số kim loại và hợp kim ở nhiệt độ thường tồn tại ở pha kém dẻo, khi ở nhiệt độ cao chuyển biến thì hình thành pha có độ dẻo cao. SVTH: Trương Đăng Sang - Lớp:10C1LT.H2 6 Đồ Án Tốt Nghiệp - Máy Cắt Thép Tấm c. Ảnh hưởng của trạng thái ứng suất chính Trạng thái ứng suất chính cũng ảnh hưởng đáng kể đến tính dẻo của kim loại. Qua thực nghiệm người ta thấy rằng kim loại chịu ứng suất nén khối có tính dẻo cao hơn khi chịu ứng suất nén mặt, nén đường hoặc chịu ứng suất kéo. Ứng suất chính là ứng suất pháp tuyến sinh ra bên trong vật thể khi có ngoại lực tác dụng. Hình 1-5: Ảnh hưởng của ứng suất chính Trong gia công áp lực thường gặp trạng thái ứng suất khối. + Trạng thái ứng suất khối: τ max 2 minmax σσ − = + Trạng thái ứng suất mặt: τ max 2 21 σσ − = + Trạng thái ứng suất đường: τ 2 σ = Nếu σ 1 = σ 2 = σ 3 thì 0 = τ nghĩa là không gây ra biến dạng. Điều kiện để kim loại biến dạng dẻo bị phá huỷ: τ max τ giới hạn - Khi kim loại chịu trạng thái ứng suất đường thì điều kiện biến dạng dẻo là: σ = σ ch - Khi kim loại chịu trạng thái ứng suất mặt thì điều kiện biến dạng dẻo là: 21 σσ − = σ ch , tức τ max = σ ch /2 - Khi kim loại chịu trạng thái ứng suất khối thì điều kiện biến dạng dẻo là: minmax σσ − = σ ch τ max = σ ch /2 d. Ảnh hưởng của ứng suất dư Sự tồn tại của ứng suất dư bên trong kim loại sẽ làm cho tính dẻo của kim loại giảm. Nếu ứng suất dư lớn có thể làm cho vật biến dạng hoặc phá huỷ. e. Ảnh hưởng của ma sát ngoài Ma sát ngoài làm thay đổi hình thức tác dụng lực, do đó làm thay đổi trạng thái ứng suất chính của vật thể. Ngoài ra ma sát ngoài còn cản trở biến dạng tự do của vật thể, làm cho vật thể biến dạng không đồng đều, tăng lực và công biến dạng, cản trở sự biến dạng hay cắt đứt của kim loại dưới tác dụng của lực cắt để thép. f. Ảnh hưởng của tốc độ biến dạng Tăng tốc độ biến dạng thì sẽ làm giảm tính dẻo của kim loại nếu tốc độ của quá trình biến cứng khi biến dạng lớn hơn tốc độ của quá trình khử biến dạng. SVTH: Trương Đăng Sang - Lớp:10C1LT.H2 7 σ σ σ 1 σ 1 σ 2 σ 2 δ 1 σ 1 σ 2 σ 2 σ 3 σ 3 Đồ Án Tốt Nghiệp - Máy Cắt Thép Tấm Ngoài ra, tốc độ biến dạng tăng còn làm sinh nhiệt nhiều, hiệu ứng nhiệt còn làm cho kim loại đạt đến nhiệt độ mà tại đó tính dẻo thấp hoặc do hiệu ứng nhiệt mà nhiệt độ của kim loại tăng dần lên làm cho kim loại chuyển từ vùng giòn sang vùng dẻo, điều này cũng ảnh hưởng đến tốc độ tác dụng lực để cắt thép, đó là chu kỳ cắt hay cũng chính là năng suất cắt thép. Vậy để cắt được thép tấm thì lực cần thiết tác dụng phải tạo ra trong kim loại ứng suất lực lớn, đồng thời tốc độ biến dạng phải đạt một trị số nhất định để kim loại dễ dàng bị đứt rời ra khỏi tấm cắt. 1.3. CÁC PHƯƠNG PHÁP CẮT THÉP TẤM Để thực hiện các công nghệ cắt các vật liệu, trong thực tế có nhiều phương pháp cắt như: Các phương pháp cắt thủ công, cắt bằng ngọn lửa hàn khí, cắt bằng chùm tia laser, plasma hay các phương pháp dập tấm ( dập cắt và đột lổ), cắt bằng máy cắt thép tấm Tùy theo hình dạng, kích thước cũng như qui mô sản suất mà ta có thể áp dụng phương pháp cắt khác nhau cho hợp lý. 1.3.1. CẮT BẰNG PHƯƠNG PHÁP THỦ CÔNG Cắt thép bằng các phương pháp thủ công có nhiều cách, chẳng hạn như phương pháp chặt bằng ve, tốn nhiều thời gian, các vết cắt không được thẳng và sản phẩm tạo ra không đảm bảo yêu cầu về độ chính xác. Phương pháp này chỉ áp dụng cho những phân xưởng thủ công, cắt các thép tấm có chiều dày bé và tiết diện nhỏ. Máy cắt thép thủ công: gồm hai lưỡi cắt và một cơ cấu cánh tay đòn và đòn bẩy để tạo lực cho lưỡi cắt. Máy này cũng chỉ áp dụng cắt những tấm thép có chiều dày và diện tích bé, chủ yếu dùng trong các xưởng sản xuất vừa và nhỏ. 1.3.2. CẮT BẰNG HỒ QUANG, ĐIỆN HOẶC NGỌN LỬA KHÍ Cắt đứt kim loại đen, kim loại màu và kim loại bằng hồ quang hoặc ngọn lửa khí là phương pháp đốt cháy làm cho vật cắt đạt tới điểm nóng, bị đẩy mạnh và bị tách rời. Cắt đứt bằng hồ quang: là quá trình nóng chảy hoặc cắt đứt kim loại bằng nhiệt lượng hoặc hồ quang điện, điện cực hồ quang có thể là than hoặc kim loại. Phương pháp này không kinh tế, khó thuận tiện khi chiều dày tấm thép lớn, đường cắt không đều. Cắt bằng khí là phương pháp cắt sử dụng nhiệt của ngọn lửa sinh ra khi đốt cháy khí cháy trong dòng oxy để nung kim loại tạo thành các oxit và thổi chúng ra khỏi mép cắt tạo thành rãnh cắt. Sơ đồ quá trình cắt kim loại bằng khí được trình bày ở hình 1-6. SVTH: Trương Đăng Sang - Lớp:10C1LT.H2 8 . Đồ Án Tốt Nghiệp - Máy Cắt Thép Tấm MỤC LỤC LỜI NÓI ĐẦU 1 TỔNG QUAN VỀ THÉP TẤM VÀ CÔNG NGHỆ CẮT THÉP TẤM TRONG CÔNG NGHIỆP 2 1.1. THÉP TẤM TRONG CÔNG NGHIỆP 2 1.2. CƠ SỞ LÝ THUYẾT VỀ CẮT. Lớp:10C1LT.H2 2 Đồ Án Tốt Nghiệp - Máy Cắt Thép Tấm - Trong ngành cơ khí: Chế tạo thép tấm được sử dụng trong các thân máy của các máy cắt kim loại, khung sườn xe máy - Trong ngành điện: thép tấm được. 10 d D 1 2 3 4 5 Đồ Án Tốt Nghiệp - Máy Cắt Thép Tấm nay. Phân tích các loại kết cấu máy và dao để chọn phương án sử dụng cho máy cắt thép tấm dưới áp lực lưỡi cắt. 1.3.4.1. Máy cắt dao thẳng song