ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHOA C KHÍ BỘ MÔN THI T K MÁY -o0o - LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP THI T K MÁY C T T M KIM LO I GVHD: PGS.TS Ph m Huy Hồng SVTH: Nguy n H u Tốn MSSV: 20802256 TP.HCM, Tháng 12/2012 LỜI CẢM ƠN Trong suốt q trình học tập trường Đại học Bách Khoa TP HCM, em nhận bảo tận tình tâm huyết tất thầy giảng dạy Khoa Cơ khí nói chung Bộ mơn Thiết kế máy nói riêng Nhờ mà em có đủ kiến thức tảng để hồn thành để hồn thành đề tài luận văn tốt nghiệp này.Xa đủ kiến thức để trở thành kỹ sư tương lai Vì cơng lao to lớn ấy, em xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến tất thầy cơ, mong tất cà thầy ln khỏe mạnh, minh mẫn để tiếp tục dẫn dắt lớp đàn em sau, tiếp tục nghiệp trồng người cao Đặc biệt nhất, em xin gửi lời cảm ơn chân thành sâu sắc từ đáy lòng đến thầy Phạm Huy Hồng, người hướng dẫn em tập tốt nghiệp đề tài luận văn Với bảo tận tình đầy tâm huyết thầy, em học hỏi nhiều điều từ thực tế, từ sống Xin kính chúc thầy sức khỏe mong thầy tiếp tục truyền đạt kiến thức cho nhiều hệ sau Em xin chân thành cảm ơn Sinh viên Nguyễn Hữu Tốn i TĨM TẮT LUẬN VĂN Ngày với phát triển nhanh chóng ngành thép giới nói chung Việt Nam nói riêng, thép đã, mặt hàng khơng thể thiếu Đặc biệt, Việt Nam nhu cầu thép ngày tăng cao, đặt biệt thép khổ nhỏ với ứng dụng rộng rãi sống sản xuất ngày Được trí Bộ mơn, em Thầy hướng dẫn giao đề tài luận văn tốt nghiệp là: Thiết kế máy cắt kim loại Luận văn tập trung giải vấn đề sau:  Tìm hiểu dây chuyền sản xuất điếu ga nhà máy TNHH-TM Un Phát máy cắt phục vụ dây chuyền  Lựa chọn ngun lý máy  Tính tốn, thiết kế kết cấu máy cần thiết ii Luận văn tốt nghiệp GVHD: PGS.TS Phạm Huy Hồng MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN …i TĨM TẮT LUẬN VĂN………………………………………………………………… ii Chương 1: TỔNG QUAN VỀ NGÀNH THÉP TẤM VÀ MÁY CẮT TẤM KIM LOẠI TRONG NHÀ MÁY 1.1 Giới thiệu chung 1.2 Tìm hiểu nhu cầu thép khổ nhỏ thị trường 1.3 Một số tiêu chuẩn thép 1.3.1 Tiêu chuẩn JIS G3141 1.3.2 Tiêu chuẩn Yamaha 10 2.1 Quy trình sản xuất ống điếu ga cơng ty TNHH TM Un Phát 13 2.1.1 Cấu tạo ống điếu 13 2.1.2 Quy trình sản xuất ống điếu ga 15 2.3 Máy cắt phục vụ quy trình sản xuất 16 2.3.1 Máy cắt 16 2.3.2 Máy cắt thủy lực 16 2.4 Nhiệm vụ đề tài 17 Chương 2: THIẾT KẾ NGUN LÝ MÁY 18 2.1 Sơ đồ chung ngun lý máy cắt 18 2.2 Phân tích lựa chọn phương án cho dao cắt 19 2.2.1 Các phƣơng án cắt 19 2.2.3 Lựa chọn phƣơng án 21 2.3 Phân tích lựa chọn phương án truyền động dao cắt 21 2.3.1 Các phƣơng án truyền động dao cắt 21 2.3.2 Lựa chọn phƣơng án 25 2.4 Phân tích lựa chọn phương án cho cấu kẹp phơi 25 2.4.1 Các phƣơng án kẹp phơi 25 2.4.2 Lựa chọn phƣơng án 26 Thiết kế máy cắt kim loại Page Luận văn tốt nghiệp GVHD: PGS.TS Phạm Huy Hồng 2.5 Phân tích lựa chọn phương án cho cấu đỡ phơi 27 2.6 Phân tích lựa chọn phương án cho hệ thống sản phẩm 28 2.6.1 Các phƣơng án 28 2.6.2 Lựa chọn phƣơng án 29 2.7 Bản vẽ sơ đồ động 29 Chương 3: THIẾT KẾ MÁY 30 3.1 Tính tốn động lực học kết cấu cho phận cắt 30 3.1.1 Tính lực cắt 31 3.1.2 Tính tốn xi lanh thủy lực cho phận tạo lực cắt 31 3.1.3 Tinh tốn thơng số dao 32 3.2 Tính tốn động lực học kết cấu cho kẹp phơi 35 3.2.1 Tính lực kẹp chặt 35 3.2.2 Tính tốn xi lanh thủy lực cho phận kẹp phơi 35 3.2.3 Lƣu lƣợng bơm hệ thống kẹp phơi 35 3.3 Tính tốn động lực học kết cấu cho phận sản phẩm 36 3.3.1 Lực cản chuyển động nhánh làm việc (WLV) băng tải 36 3.3.2 Tính tốn cơng suất, chọn động 37 3.4 Tính tốn động lực học kết cấu cho cấu đỡ phơi 38 3.4.1 Tính tốn lực 38 3.4.2 Tính tốn xi lanh thủy lực cho cấu đỡ phơi 39 3.4.3 Lƣu lƣơng bơm cấu đỡ phơi 39 3.5 Thiết kế hệ thống đo 40 3.5.1 Nhiệm vụ 40 3.5.2 Ngun tắc hoạt động 40 3.5.3 Cấu tạo 40 3.5.4 Tính tốn truyền vít-đai ốc 40 3.5.5 Chọn động 41 3.5.6 Tính tốn truyền đai 42 3.6 Kiểm tra khung máy 43 Thiết kế máy cắt kim loại Page Luận văn tốt nghiệp GVHD: PGS.TS Phạm Huy Hồng 3.6.1 u cầu khung máy 43 3.6.2 Vật liệu thiết kế khung máy 43 3.6.3 Lực tác dụng lên khung máy 43 3.6.4 Kiểm nghiệm bền theo ứng suất 44 3.6.5 Chuyển vị khung máy 45 Chương : THIẾT KẾ HỆ THỐNG TRUYỀN ĐỘNG THỦY LỰC 46 4.1 Phương án cho hệ thống truyền động thủy lực 46 4.2 Các thành phần hệ thống thủy lực 48 4.3 Tính tốn hệ thống thủy lực 49 4.3.1 Tính tốn tiết diện đƣờng ống dẫn dầu 49 4.3.2 Tính tốn lƣu lƣợng bơm 49 4.3.3 Tính tốn áp suất làm việc bơm 50 4.4 Chọn bơm 52 4.4.1 Cơng suất thủy lực bơm 52 4.4.2 Lựa chọn bơm 52 4.5 Động dẫn bơm 53 4.5.1 Cơng suất động dẫn máy bơm 53 4.5.2 Chọn động 53 4.5.3 Lƣu lƣợng bơm tính theo vòng quay 53 Chương 5: THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN ĐIỆN 54 5.1 Phương án điều khiển tự động sử dụng Rơle 54 5.2 Điều khiển q trình cắt 54 5.3 Lưu đồ giải thuật mạch điều khiển 56 5.4 Mạch điều khiển 57 5.5 Mơ điều khiển điện kết hợp với thủy lực 57 TÀI LIỆU THAM KHẢO …………………………………………………………… 58 Thiết kế máy cắt kim loại Page Luận văn tốt nghiệp GVHD: PGS.TS Phạm Huy Hồng Chương 1: TỔNG QUAN VỀ NGÀNH THÉP TẤM VÀ MÁY CẮT TẤM KIM LOẠI TRONG NHÀ MÁY 1.1 Giới thiệu chung Trong ngành cơng nghiệp nhƣ: cơng nghiệp hàng khơng, cơng nghiệp điện, cơng nghiệp ơtơ, đóng tàu thuyền, xây dựng,…thép ngun vật liệu khơng thể thiếu đƣợc.Theo hình dạng thép, ngƣời ta chia thép làm loại:thép thép hình.Trong đó, thép đƣợc sử dụng nhiều ngành cơng nghiệp kể Thép đƣợc tạo thành từ q trình cán kim loại, kim loại bị biến dạng trục cán quay ngƣợc chiều nhau, có khe hở trục cán nhỏ chiều dày phơi ban đầu Kết làm chiều dày phơi giảm, chiều dài chiều rộng tăng lên, tạo thành dạng hay ta gọi thép Hình dạng kích thƣớc phơi tạo q trình cán đƣợc tiêu chuẩn hố, việc sử dụng thép để tạo sản phẩm phải qua q trình cắt thép kích thƣớc hình dạng khác phù hợp với u cầu ngành, cơng việc cụ thể.Tùy vào bề rộng phơi tấm,ta chia thép thành hai loại:thép khổ lớn thép khổ nhỏ Ta thấy sản phẩm đƣợc làm từ thép khổ lớn nhƣ vỏ tàu, khung, sƣờn, gầm ơtơ, mái lợp kim loại, ống kim loại lớn… Hình 1.1 Vỏ tàu làm từ thép khổ lớn Thiết kế máy cắt kim loại Page Luận văn tốt nghiệp GVHD: PGS.TS Phạm Huy Hồng Hình 1.2 Vỏ tơ làm từ thép khổ lớn 1.2 Tìm hiểu nhu cầu thép khổ nhỏ thị trường Trong ngành khí, thép khổ nhỏ đƣợc dùng để chế tạo chi tiết, phụ tùng xe máy… Hình 1.3 Phanh đĩa xe máy Thiết kế máy cắt kim loại Page Luận văn tốt nghiệp GVHD: PGS.TS Phạm Huy Hồng Thép đƣợc sử dụng rộng rãi ngành kỹ thuật điện nhƣ chế tạo phận máy biến thế, thép kỹ thuật điện… Hình 1.4 Lá thép máy biến làm từ thép Trong ngành xây dựng, thép đƣợc dùng để tạo dạng thép hình có tiết diện phức tạp Hình 1.5 Thép hình tạo từ thép Ngồi thép đƣợc sử dụng nhiều để tạo sản phẩm phục vụ trực tiếp sống ngƣời, đặt biệt thép khổ nhỏ đƣợc sử dụng nhiều thiết bị bếp ga, vỏ đồ hộp, đóng gói… Thiết kế máy cắt kim loại Page Luận văn tốt nghiệp GVHD: PGS.TS Phạm Huy Hồng Hình 1.6 Những sản phẩm vỏ đồ hộp làm từ thép Hình 1.7 Cầu thang thép uốn gợn sóng Với nhu cầu sử dụng thép rộng lớn nhƣ thế, cần thiết phải có máy cắt thép suất cao, độ xác cao, đƣợc điều khiển tự động hay bán tự động góp phần đáp ứng nhu cầu ngày cao cơng nghiệp nói riêng nhƣ kinh tế nói chung, góp phần vào nghiệp cơng nghiệp hóa đại hóa đất nƣớc 1.3 Một số tiêu chuẩn thép Để đánh giá đƣợc chất lƣợng thép tấm, ngƣời ta đặt tiêu chuẩn thành phần hóa học, tính, hóa học, dung sai… thép Đây số tiêu chuản thép cán nguội: JIS G3141/SPCC, SPCD, SPCE; ASTM/A1006, 1008; EN 10130; A336/SAE 1006; … Thiết kế máy cắt kim loại Page Luận văn tốt nghiệp GVHD: PGS.TS Phạm Huy Hồng 3.6.4 Kiểm nghiệm bền theo ứng suất - Ứng suất cho phép vật liệu: 𝜍= σ ch n 220 = 1,6 = 137,5 MPa Trong đó: σch - giới hạn bền chảy vật liệu thép CT3 n= 1,6 – hệ số an tồn - Ứng suất tƣơng đƣơng phản lực tạo ra: Áp dụng phần mềm Ansys 12.0 ta tính đƣợc ứng suất tƣơng đƣơng nhƣ sau: 𝜍𝑚𝑖𝑛 = 36905 Pa 𝜍𝑚𝑎𝑥 = 33,029 MPa Hình 3.8 Ứng suất tương đương khung máy phản lực tạo nên - Kết luận: Nhận thấy: 𝜍𝑚𝑎𝑥 < 𝜍 nên khung máy thỏa mãn điều kiện độ bền Thiết kế máy cắt kim loại Page 44 Luận văn tốt nghiệp GVHD: PGS.TS Phạm Huy Hồng 3.6.5 Chuyển vị khung máy Sử dụng phần mềm Ansys 12.0, sau tính tốn ta có kết nhƣ sau 𝑖𝑚𝑖𝑛 = mm 𝑖𝑚𝑎𝑥 = 5,8626.10−4 m = 0,58626 mm Hinh 3.9 Hình vẽ thể chuyển vị phản lực khung máy Thiết kế máy cắt kim loại Page 45 Luận văn tốt nghiệp GVHD: PGS.TS Phạm Huy Hồng Chương : THIẾT KẾ HỆ THỐNG TRUYỀN ĐỘNG THỦY LỰC 4.1 Phương án cho hệ thống truyền động thủy lực  Sơ đồ thủy lực Hình 4.1 Sơ đồ thủy lực Thiết kế máy cắt kim loại Page 46 Luận văn tốt nghiệp  GVHD: PGS.TS Phạm Huy Hồng Giải thích sơ đồ Nam châm Chức Nam châm A+ Nam châm A- Nam Nam châm châm Y B+ Nam châm B- Nam châm C+ Nam châm C- Xuống dao nhanh x x Cắt x Về dao x Nâng cấu đỡ x Hạ cấu đỡ x Kẹp phơi x Nhả phơi x Bảng 4.1 Hoạt động nam châm tương ứng giai đoạn q trình cắt  Hệ thống cắt - Q trình xuống dao nhanh: nam châm A+, Y tác động, lúc dầu từ bơm qua van đảo chiều (1) → van đảo chiều (2), hệ thống van tiết lƣu (5) → buồng xi lanh trên, dao xuống nhanh Lƣu lƣợng q trình lớn - Q trình cắt: có nam châm A+ tác động, nam châm Y2 ngừng tác động, dầu từ bơm qua van đảo chiều (1) → hệ thống van tiết lƣu (5) → buồng xi lanh trên, dao xuống tiến hành cắt Lƣu lƣợng q trình giảm so với q trình xuống dao nhanh, Lƣu lƣợng q trình đƣợc điều khiển nhờ hệ thống van tiết lƣu (5) - Q trình lùi dao về: nam châm A+, Y ngừng tác động, nam châm A- tác động,dầu từ bơm qua van đảo chiều (1) → hệ thống van tiết lƣu (6) → buồng xi lanh dƣới, đẩy lùi dao Lƣu lƣợng q trình đƣợc điều khiển hệ thống van tiết lƣu (6)  Hệ thống nâng cấu đỡ phơi cắt - Q trình nâng: nam châm B+ tác động, lúc dầu từ bơm qua van giảm áp (10) (do áp suất làm việc cần thiết cho hệ thống nâng 30 bar)→ van đảo chiều (4) →buồng dƣới xy lanh hệ thống nâng, đẩy cấu nâng Lƣu lƣợng q trình đƣợc điều khiển nhờ hệ thống van tiết lƣu (7) - Q trình hạ: nam châm B- tác động, nam châm B+ ngừng tác động, lúc dầu từ bơm qua van giảm áp (10 → van đảo chiều (4) →buồng xy lanh hệ thống nâng, làm hạ cấu nâng Thiết kế máy cắt kim loại Page 47 Luận văn tốt nghiệp  GVHD: PGS.TS Phạm Huy Hồng Hệ thống kẹp phơi - Q trình kẹp phơi: nam châm C+ tác động, lúc dầu từ bơm qua van giảm áp (9) (do áp suất làm việc cần thiết cho hệ thống kẹp 30 bar)→ van đảo chiều (3) → buồng xy lanh hệ thống kẹp→ tiến hành kẹp phơi Lƣu lƣợng q trình đƣợc điều khiển nhờ hệ thống van tiết lƣu (8) - Q trình nhả kẹp: nam châm C- tác động, nam châm C+ ngừng tác động, lúc dầu từ bơm qua van giảm áp (9) → van đảo chiều (4) →buồng dƣới xy lanh hệ thống kẹp → nhả kẹp phơi 4.2 Các thành phần hệ thống thủy lực Hệ thống thủy lực gồm thành phần sau: - Bể dầu - Bộ lọc - Bơm thủy lực - Động dẫn bơm - xy lanh tác động kép có giảm chấn cho hệ thống cắt - xy lanh tác động kép có giảm chấn cho hệ thống kẹp - xy lanh tác động kép có giảm chấn cho hệ thống đỡ - van đảo chiều cửa, vị trí tác động bẳng nam châm - van đảo chiều cửa vị trí tác động nam châm, phản hồi nhờ lò xo - van đảo chiều cừa vị trí tác động nam châm phản hồi lò xo - van tiết lƣu, điều chỉnh đƣơc lƣu lƣợng - van chiều - van giảm áp - đồng hồ đo áp suất - van tràn: ngăn ngừa q tải mạch Thiết kế máy cắt kim loại Page 48 Luận văn tốt nghiệp GVHD: PGS.TS Phạm Huy Hồng 4.3 Tính tốn hệ thống thủy lực 4.3.1 Tính tốn tiết diện đƣờng ống dẫn dầu Theo tài liệu (3) đƣờng kính ống đƣợc tính theo cơng thức: d=10 2.qv mm 3.π.v Trong đó: qv - lƣu lƣợng qua ống dẫn (lít/ph) v- vận tốc dầu đƣờng ống (m/s) d- đƣờng kính ống dẫn dầu (mm) - Các đƣờng ống hút: v= 0,5÷1,5 m/s Chọn v= m/s → d=10 2.64,1 =36,88 3.π.1 Chọn d= 37 mm - Các đƣờng ống nén: v= 5÷6 m/s Chọn v= m/s → d=10 2.48,24 3.π.5 =14,31 Chọn d= 15 mm - Các đƣờng ống xả: v= 0,5÷1,5 m/s Chọn v= m/s → d=10 2.48,24 3.π.1 =32,00 Chọn d= 32 mm 4.3.2 Tính tốn lƣu lƣợng bơm Theo tính tốn chƣơng ta có lƣu lƣợng bơm:  Hệ thống cắt: -Lƣu lƣợng xuống dao nhanh: Qx = 24,12 lít/ph -Lƣu lƣợng q trình cắt: Qc = 3,02 lít/ph -Lƣu lƣợng q trình lùi dao: Qld = 1,52 lít/ph  Hệ thống kẹp: Qk= 14,1 lít/ph  Hệ thống nâng đỡ phơi: Qn= 1,76 lít/ph →Lƣu lƣợng cung cấp tối đa bơm: Qmax= 2.Qx+ Qk + Qn = 64,1 lít/ph Thiết kế máy cắt kim loại Page 49 Luận văn tốt nghiệp GVHD: PGS.TS Phạm Huy Hồng 4.3.3 Tính tốn áp suất làm việc bơm 4.3.3.1 Hệ thống cắt  Áp suất làm việc xi lanh: P1= 100 bar  Tổn hao áp suất q trình làm việc : ∆P1 = 14+5+3.0,097= 19,29 bar - Tổn hao áp suất qua hai van đảo chiều cụm van tiết lƣu: ∆P= 2+2+10= 14 bar - Tổn hao áp suất ống dẫn:∆P= bar Đơn giản cho q trình tính tốn ta lấy tổn hao áp suất ống dẫn ∆P=0,05.P1 - Tổn hao áp suất qua co nối chữ T Pressure Drop -Calculator Đƣờng kính D1(mm) Đƣờng kính ngồi D2(mm) Lƣu lƣợng dòng chảy (lít/ph) Độ nhớt động học 400C(cst) Tỷ trọng riêng (kg/l) Kết tính tốn: ∆P (bar) 15 15 48,24 32 0,875 0,097 4.3.3.2 Hệ thống kẹp  Áp suất làm việc xi lanh : P2= 30 bar  Tổn hao áp suất q trình làm việc: ∆P2 =16+5+3.10-3= 21,003 bar - Tổn hao áp suất qua van giảm áp suất, van đảo chiều, cụm van tiết lƣu: ∆P= 4+2+10= 16 bar - Tổn hao áp suất ống dẫn: ∆P= bar Đơn giản cho q trình tính tốn ta lấy tổn hao áp suất ống dẫn ∆P=0,05.P1 - Tổn hao áp suất qua co nối chữ Y Thiết kế máy cắt kim loại Page 50 Luận văn tốt nghiệp GVHD: PGS.TS Phạm Huy Hồng Pressure Drop -Calculator Đƣờng kính D1 (mm) Đƣờng kính ngồi D2 (mm) Lƣu lƣợng dòng chảy (lít/ph) Độ nhớt động học 40 C (cst) Tỷ trọng riêng (kg/l) Góc w (độ) Kết tính tốn: ∆P (bar) 37 37 64,1 32 0,875 45 3.10-3 4.3.3.3.Hệ thống nâng phơi  Áp suất làm việc xi lanh : P3= 30 bar  Tổn hao áp suất q trình làm việc : ∆P3 =16+5+3.10-3= 21,003 bar - Tổn hao áp suất qua van giảm áp suất, van đảo chiều, cụm van tiết lƣu: ∆P= 4+2+10= 16 bar - Tổn hao áp suất ống dẫn: ∆P= bar Đơn giản cho q trình tính tốn ta lấy tổn hao áp suất ống dẫn ∆P=0,05.P1 - Tổn hao áp suất qua co nối chữ Y Pressure Drop -Calculator Đƣờng kính D1 (mm) Đƣờng kính ngồi D2 (mm) Lƣu lƣợng dòng chảy (lít/ph) Độ nhớt động học 400C (cst) Tỷ trọng riêng (kg/l) Góc w (độ) Kết tính tốn: ∆P (bar) 37 37 64,1 32 0,875 45 3.10-3 4.3.2.4 Áp suất làm việc bơm Vâ ̣y áp suất làm việc bơm : P = P1+ ∆P1 +P2+∆P2 +P3+ ∆P3 Thiết kế máy cắt kim loại Page 51 Luận văn tốt nghiệp GVHD: PGS.TS Phạm Huy Hồng = 100+19,23+30+21,003+30+21,003= 211,236 ba 4.4 Chọn bơm 4.4.1 Cơng suất thủy lực bơm Theo tài liệu (2), cơng suất thủy lực bơm đƣợc tính theo cơng thức: W= Qmax.P 600 = 64,1.211,236 600 = 22,57 kW Trong đó: W - cơng suất thủy lực (kW) Qmax- lƣu lƣợng lớn bơm (lít/ph) P- áp suất làm việc bơm (bar) 4.4.2 Lựa chọn bơm Trên thị trƣờng có nhiều loại bơm: bơm bánh rang, bơm trục vis, bơm piston, bơm cánh gạt… Mỗi loại bơm có ƣu điểm riêng Khi lựa chọn bơm có u cầu cho việc lựa chọn loại bơm thích hợp cho việc thiết kế nhƣ: áp suất tối đa, lƣu tƣơng tối đa, phƣơng thức điều khiển, tốc độ bơm, hiệu suất, giá thành…Căn vào số u cầu, ta chọn bơm cho máy cắt bơm bánh ăn khớp ngồi: - Áp suất làm việc tối đa máy cắt thiết kế 211,236 bar, áp suất tối đa bơm bánh lên đến 300 bar - Lƣu lƣợng tối đa hệ thống thủy lực thiết kế 64,1 lít/ph, lƣu lƣợng bơm bơm bánh lên đến 760 lít/ph - Kích thƣớc bơm bánh nhỏ Kết cấu đơn giản - Đƣợc sử dụng dụng rộng rãi thị trƣờng Thân máy bơm Bánh dẫn Bánh bị dẫn 4,5 Ngăn chứa chất lỏng Trục Hình 4.2 Cấu tạo bơm bánh ăn khớp ngồi Thiết kế máy cắt kim loại Page 52 Luận văn tốt nghiệp GVHD: PGS.TS Phạm Huy Hồng 4.5 Động dẫn bơm 4.5.1 Cơng suất động dẫn máy bơm - Chọn hiệu suất bơm: η= 0,95 - Cơng suất động dẫn máy bơm là: Wdc = Wb 0,95 = 22,57 0,95 = 23,75 kW 4.5.2 Chọn động - Với cơng suất động u cầu 23,75 kW Theo phụ lục P.1.3 tài liệu [4], chọn động 4A180M4Y3 với cơng suất Wdc= 30kW ndc= 1470 vòng/phút 4.5.3 Lƣu lƣợng bơm tính theo vòng quay q= Qmax ndc = 64,1 1470 = 0,0436 lít/vg Trong đó: q- lƣu lƣợng bơm tính theo vòng (lít/vg) Qmax- lƣu lƣợng lớn bơm (lít) ndc- số vòng quay động (vg/ph) Thiết kế máy cắt kim loại Page 53 Luận văn tốt nghiệp GVHD: PGS.TS Phạm Huy Hồng Chương 5: THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN ĐIỆN 5.1 Phương án điều khiển tự động sử dụng Rơle Rơ le cơng tắc điện có khả chịu dòng cao đƣợc tác động gián tiếp dòng điện điều khiển có cƣờng độ thấp Nó thành phần qua trọng hệ thống điều khiển đại Rơ le cho phép thực hệ thống điều khiển tinh vi đƣợc sử dụng rộng rãi thiết bị cơng nghiệp với nhiệm vụ tạo giao tiếp tín hiệu mức độ áp thấp (5V-24V) từ điều khiển đến thiết bị cơng nghiệp cấu tác động làm việc với điện áp dòng cao Mạch điều khiển dùng rơ le: cách nối tiếp điểm ngõ vào ngõ rơ le theo kiểu nối tiếp song song tạo kiểu logic điều khiển Chẳng hạn tiếp điểm đƣợc mắc nối tiếp, rơ le hoạt động theo logic AND Rơ le hoạt động nhƣ phần tử trung gian cho cấu hoạt động khác sử dụng lý tƣởng cho chuyển đổi tính hiệu điều khiển nhỏ thành tín hiệu kích hoạt cho thiết bị có cơng suất cao  Ưu điểm: Dễ thiết kế lắp đặt, tồn cơng việc điều khiển đƣợc thơng qua phối hợp đơn giản trình tự hoạt động rơ le Thiết bị sử dụng rẻ tiền, giản dễ chế tạo  Nhược điểm: Tất rơ le có cấu tạo để đóng mở tiếp điểm nên làm hạn chế tốc độ tác động, giảm tuổi thọ độ tin cậy, Các rơ le cồng kềnh nên chiếm khơng gian lớn tủ điện 5.2 Điều khiển q trình cắt Nhƣ ta biết q trình cắt dao cắt thực ba chuyển động: chạy dao nhanh xuống, cắt lùi dao Ngồi trƣớc tiến hành cắt có q trình nâng cấu đỡ phơi cắt q trình kẹp phơi trƣớc cắt Ta sử dụng cơng tắc hành trình cho q trình điều khiển nhƣ sơ đồ mạch thủy lực - Ba cơng tắc hành trình đặt đầu, cuối hành trình hệ thống xi lanh cắt - Hai cơng tắc hành trình đặt đầu cuối hành trình hệ thống xi lanh kẹp Thiết kế máy cắt kim loại Page 54 Luận văn tốt nghiệp GVHD: PGS.TS Phạm Huy Hồng Khi tiếp điểm cơng tắc hành trình đóng hay mở nam châm van thủy lực đƣợc đóng ngắt dòng điện Hình 5.1 Sơ đồ bố trí cơng tắc hành trình Thiết kế máy cắt kim loại Page 55 Luận văn tốt nghiệp GVHD: PGS.TS Phạm Huy Hồng 5.3 Lưu đồ giải thuật mạch điều khiển BEGIN N N CƠNG TẮC HÀNH TRÌNH S2 START Y Y MỞ BƠM NÂNG CƠ CẤU ĐỠ PHƠI (B+) N DAO XUỐNG CẮT ( A+ ) N BÀN ĐẠP CƠNG TẮC HÀNH TRÌNH S3 Y Y NHẢ KẸP (C-) LÙI DAO VỀ (A-) HẠ CƠ CẤU NÂNG (B-) KẸP PHƠI (C+) N CƠNG TẮC HÀNH TRÌNH S5 N Y STOP Y XUỐNG DAO NHANH ( Y , A+ ) END Hình 5.2 Sơ đồ giải thuật cho mạch điều khiển Thiết kế máy cắt kim loại Page 56 Luận văn tốt nghiệp GVHD: PGS.TS Phạm Huy Hồng 5.4 Mạch điều khiển Đính kèm vẽ 5.5 Mơ điều khiển điện kết hợp với thủy lực Dùng phần mềm ANIMATION STUDIO 5.0 điều khiển q trình cắt máy cắt kim loại Hình 5.3 Mơ điều khiển điện kết hợp với mạch thủy lực Animation studio 5.0 Thiết kế máy cắt kim loại Page 57 Luận văn tốt nghiệp GVHD: PGS.TS Phạm Huy Hồng TÀI LIỆU THAM KHẢO Đỗ Hữu Nhơn, Tính tốn thiết kế chế tạo máy cán thép thiết bị nhà máy cán thép, Nhà xuất khoa học kỹ thuật, 2001 Michael J.Pinches John G.Ashby, Power Hydraulic Nguyễn Ngọc Phƣơng, Huỳnh Nguyễn Hồng, Hệ thống điều khiển thủy lực, Nhà xuất giáo dục, 2000 Trịnh chất, Lê Văn Uyển, Tính tốn thiết kế hệ thống dẫn động khí tập 1, Nhà xuất giáo dục, 2006 Nguyễn Ngọc Cẩn, Trang bị điện máy cắt kim loại, Nhà xuất Đại học Quốc gia thành phố Hồ Chí Minh, 2001 Nguyễn Ngọc Cẩn, Kỹ thuật điều khiển tự động , Nhà xuất Đại học Quốc gia thành phố Hồ Chí Minh, 2003 Ninh Đức Tốn, Dung sai lắp ghép, Nhà xuất giáo dục,2009 Lê khánh Điền, Vẽ kỹ thuật khí, Nhà xuất Đại học Quốc gia thành phố Hồ Chí Minh, 2007 Trần Hữu Quế (chủ biên), Đặng Văn Cứ, Nguyễn Văn Tuấn, Vẽ kỹ thuật khí tập 1, Nhà xuất giáo dục, 2008 Thiết kế máy cắt kim loại Page 58 [...]... Phạm Huy Hoàng 2.3 Máy cắt tấm phục vụ trong quy trình sản xuất Trƣớc khi đƣa thép tấm có kích thƣớc phù hợp cho quá trình dập tạo sản phẩm của nhà máy, thì thép tấm có kích lớn phải trải qua công đoạn cắt nhỏ Quá trình này đƣợc thực hiện nhờ máy cắt tấm Máy cắt tấm trong nhà máy gồm có hai loại dựa theo phƣơng thức truyền động để tạo lực: máy cắt cơ, máy cắt thủy lực 2.3.1 Máy cắt cơ  Nguyên lý hoạt... Thép tấm có kính thước lớn Máy cắt tấm kim loại Thép tấm có kính phù hơp cho quá trình tạo sản phẩm Máy dập khuôn dập cắt Máy dập Khuôn dập cắt Định hình hình dạng ngoài điếu trên Định hình hình dạng ngoài điếu dưới Máy dập khuôn dập vuốt Máy dập khuôn dập vuốt Điếu trên Điếu dưới Lắp ráp Sản phẩm hoàn chỉnh Hình 1.14 Sơ đồ quy trình sản xuất ống điếu ga Thiết kế máy cắt tấm kim loại Page 15 Luận văn tốt... nhà máy Thiết kế máy cắt tấm kim loại Page 13 Luận văn tốt nghiệp GVHD: PGS.TS Phạm Huy Hoàng Hình 1.13 Các thành phần của ống điếu ga 1 2 3 4 Điếu dƣới Điếu trên Miệng chén lớn Miệng chén nhỏ Thiết kế máy cắt tấm kim loại 5 Bích điếu 6 Ống điếu hoàn chỉnh Page 14 Luận văn tốt nghiệp GVHD: PGS.TS Phạm Huy Hoàng 2.1.2 Quy trình sản xuất ống điếu ga Thép tấm dạng cuộn Hệ thống kéo, cán, cắt Thép tấm. .. mục tiêu của để tài là Thiết kế máy cắt tấm kim loại Với các thông số kỹ thuật cơ bản đề ra cho đề tài này  Khổ thép - Chiều rộng lớn nhất: 1500 mm - Chiều dày : 1÷4 mm  Đặc tính thép - Vật liệu cắt: thép CT10 - Giới hạn bền của thép: 𝜍𝑏 = 800 N/mm2  Vận tốc dao cắt - Vận tốc xuống dao nhanh: 80 mm/s - Vận tốc cắt: 10 mm/s - Vận tốc lùi dao: 56 mm/s Thiết kế máy cắt tấm kim loại Page 17 Luận văn... đồ động Đính kèm bản vẽ Thiết kế máy cắt tấm kim loại Page 29 Luận văn tốt nghiệp GVHD: PGS.TS Phạm Huy Hoàng Chương 3: THIẾT KẾ MÁY Thông số cần thiết cho tính toán Vật liệu cắt: thép CT10 Chiều dày lớn nhất của tấm thép: 4 mm Chiều rộng lớn nhất của tấm thép : 1500 mm Giới hạn bền của thép: 𝜍𝑏 = 800 N/mm2 3.1 Tính toán động lực học và kết cấu cho bộ phận cắt Trong quá trình cắt, chuyển động của dao... phôi ngang khi cắt do lƣỡi dao trên đƣợc bố trí nghiêng Thiết kế máy cắt tấm kim loại Page 20 Luận văn tốt nghiệp GVHD: PGS.TS Phạm Huy Hoàng 2.2.3 Lựa chọn phƣơng án  Phƣơng pháp cắt bằng dao thẳng song song thì mép cắt đẹp, thời gian mỗi nhát cắt nhanh nhƣng lực cắt quá lớn, hơn nữa để cắt thép tấm có chiều dày lớn, lúc này lực cắt sẽ rất lớn nên yêu cầu về độ bền của dao cũng nhƣ thân máy cao, rung... pháp này để thiết kế  Phƣơng pháp cắt bằng dao có lƣỡi nghiêng : phƣơng pháp này tuy mép cắt không đƣợc thẳng và đẹp nhƣng lực cắt cần thiết không yêu cầu lớn, có thể cắt theo những đƣờng cắt cong, do đó không yêu cầu kết cấu máy phải cồng kềnh, máy ít rung động đến xung quanh, do vậy ta chọn phƣơng án lƣỡi dao cắt nghiêng để thiết kế máy 2.3 Phân tích và lựa chọn phương án truyền động dao cắt 2.3.1... 1.3.2.1 Chủng loại và ký hiệu Hình 1.8 Chủng loại và ký hiệu thép trong tiêu chuẩn Yamaha Thiết kế máy cắt tấm kim loại Page 10 Luận văn tốt nghiệp GVHD: PGS.TS Phạm Huy Hoàng 1.3.2.2 Thành phần hóa học Hình 1.9 Thành phần hóa học các loại thép trong tiêu chuẩn Yamaha 1.3.2.3 Cơ tính Hình 1.10 Cơ tính của các mác thép cán nguội Thiết kế máy cắt tấm kim loại Page 11 Luận văn tốt nghiệp GVHD: PGS.TS... truyền Khi sản phẩm cắt( 6) đƣợc cắt xong sẽ rơi xuống hệ thống ra sản phẩm(7) đi đến bộ phận lƣu trữ Thiết kế máy cắt tấm kim loại Page 18 Luận văn tốt nghiệp GVHD: PGS.TS Phạm Huy Hoàng 2.2 Phân tích và lựa chọn phương án cho dao cắt 2.2.1 Các phƣơng án cắt  Phƣơng án 1: cắt bằng dao thẳng song song  Sơ đồ nguyên lý Hình 2.2 Sơ đồ nguyên lý cắt bằng dao thẳng song song 1 Dao dƣới 2 Phôi cắt 3 Dao trên... trên (3) tịnh tiến lên xuống trên rãnh trƣợt (4)  Ưu điểm: - Tạo lực lớn nếu thanh đòn thiết kế hợp lý  Nhược điểm: - Kết cấu máy phức tạp - Máy cồng kềnh, kém cứng vững Thiết kế máy cắt tấm kim loại Page 24 Luận văn tốt nghiệp GVHD: PGS.TS Phạm Huy Hoàng 2.3.2 Lựa chọn phƣơng án Qua ba phƣơng án truyền động cho dao cắt, nhận thấy phƣơng án dùng xy lanh thủy lực là phù hợp nhất Vì xét về tính năng kỹ ... …………………………………………………………… 58 Thiết kế máy cắt kim loại Page Luận văn tốt nghiệp GVHD: PGS.TS Phạm Huy Hoàng Chương 1: TỔNG QUAN VỀ NGÀNH THÉP TẤM VÀ MÁY CẮT TẤM KIM LOẠI TRONG NHÀ MÁY 1.1 Giới thiệu chung... nhà máy Thiết kế máy cắt kim loại Page 13 Luận văn tốt nghiệp GVHD: PGS.TS Phạm Huy Hoàng Hình 1.13 Các thành phần ống điếu ga Điếu dƣới Điếu Miệng chén lớn Miệng chén nhỏ Thiết kế máy cắt kim loại. .. suất hệ thống Thiết kế máy cắt kim loại Page 16 Luận văn tốt nghiệp GVHD: PGS.TS Phạm Huy Hoàng 2.4 Nhiệm vụ đề tài Qua phần tìm hiểu trên, mục tiêu để tài Thiết kế máy cắt kim loại Với thông