Thiết kế máy uốn tấm lợp biên dạng sóng vuông

Yêu cầu đặt ra đối với các loại tấm lợp ngày càng cao về hình dạng, màu sắt và kích thước, trong khi đó nước ta chưa sản xuất được phôi để tạo ra các sản phẩm trên mà phải nhập từ nước

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

Người hướng dẫn: ThS NGUYỄN THANH VIỆT

Sinh viên thực hiện: NGUYỄN QUỐC DŨNG

\

Đà Nẵng, 2017

Xã hội ngày càng phát triển, dân số ngày càng tăng, các cơ sở sản xuất và kinh doanh ngày càng mở rộng Vì thế nhu cầu về tấm lợp bao che cho các toà nhà, các nhà xưởng, kho tàng, lán trại ngày càng cao đặc biệt là tấm lợp bằng tole Hiện nay tole

là một loại vật liệu tối ưu dùng để thay thế cho các loại tấm lợp có nhiều nhược điểm

về mặt môi trường và sức khỏe cũng như tính thẩm mỹ cho người sử dụng như ferocimen, ngói, nhựa PVC Với tấm lợp bằng tole còn có ưu điểm làm giảm khối lượng khung sườn đáng kể, thời gian sử dụng lâu dài, quá trình bao che, thay thế đơn giản, nhanh gọn

Trong khi đó nước ta đang có trên 80 triệu dân với một nền kinh tế đang trên đà phát triển, với dân số đông như vậy cộng với sự phát triển của nền kinh tế nhiều thành phần Do vậy nhu cầu về tấm lợp trong xây dựng dân dụng và công nghiệp rất cao, đặc biệt là tấm lợp bằng tole Nhưng do máy móc, thiết bị dùng để sản xuất tấm lợp bằng kim loại trước đây hầu như chúng ta đều phải nhập từ nước ngoài như: Nhật Bản, Đài Loan với giá thành rất cao do đó không kinh tế Còn bây giờ thì chúng ta đã thiết kế được máy uốn tole tạo sóng nhưng số lượng còn ít và tính công nghệ chưa cao Cho nên việc thiết kế chế tạo, cải tiến máy uốn tole tạo sóng là điều hết sức cần thiết và có

ý nghĩa thiết thực

Xuất phát từ những lý do trên và là công dân của một nước đang phát triển nên phải góp phần mình cho công cuộc phát triển nền kinh tế, công nghiệp nước nhà, hạ giá thành thiết bị và tạo ra một thiết bị sản xuất công nghiệp cho cả nước Vì vậy em

đã được Thầy giáo hướng dẫn Ths Nguyễn Thanh Việt giao cho nhiệm vụ ‘’THIẾT

KẾ MÁY UỐN TẤM LỢP BIÊN DẠNG SÓNG VUÔNG’’

Mặc dù được sự hướng dẫn tận tình của thầy giáo nhưng do vốn kiến thức còn hạn chế, thời gian có hạn và chưa có nhiều kinh nghiệm thực tế lại phải giải quyết một nhiệm vụ lớn nên sẽ không tránh khỏi những sai sót Rất mong sự góp ý của các thầy

cô và các bạn để đề tài được hoàn thiện hơn

Em xin chân thành cảm ơn thầy Ths Nguyễn Thanh Việt cùng các thầy giáo trong khoa Cơ Khí đã nhiệt tình giúp đỡ em hoàn thành tốt đề tài tốt nghiệp này

Đà Nẵng ngày 20 tháng 5 năm 2017

Sinh viên thực hiện

Nguyễn Quốc Dũng

Tôi xin cam đoan đây là đồ án tốt nghiệp do chính bản thân tôi làm và được sự giúp đỡ của Thầy giáo Ths Nguyễn Thanh Việt Các nội dung, kết quả tính toán trong đồ án này là trung thực Những số liệu và bảng biểu phục vụ cho việc phân tích, nhận xét, đánh giá được chính tôi thu thập từ các nguồn khác nhau có ghi rõ ở phần tài liệu tham khảo

Nếu phát hiện có bất kỳ sự gian lận nào tôi xin hoàn toàn chịu trách nhiêm về nội dung đồ án của mình

Sinh viên thực hiện

Nguyễn Quốc Dũng

Tóm tắt

Nhiệm vụ đồ án

Lời nói đầu và cảm ơn i

Lời cam đoan và liêm chính học thuật ii

Mục lục iii

Danh sách các bảng biểu, hình vẽ và sơ đồ vi

MỞ ĐẦU 1

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ SẢN PHẨM TẤM LỢP 2

1.1 Giới thiệu về nguyên liệu và sản phẩm tấm lợp 2

1.1.1 Nguyên liệu làm tole : 2

1.1.2 Các loại sản phẩm tấm lợp: 3

1.1.3 Nhu cầu về tấm lợp: 5

1.2 Cơ sở lý thuyết quá trình biến dạng dẻo của kim loại 6

1.2.1 Các khái niệm 6

1.2.2 Tính dẻo của kim loại: 8

1.2.3.Trạng thái ứng suất và các phương trình dẻo 9

1.2.4 Biến dạng dẻo của kim loại trong trạng thái nguội 11

1.3 Quá trình uốn kim loại 12

1.3.1 Khái niệm 12

1.3.2 Đặc điểm của quá trình uốn 12

1.3.3 Bán kính uốn lớn nhất và bán kính uốn nhỏ nhất cho phép 14

1.3.4 Tính đàn hồi khi uốn 16

1.4 Giới thiệu về điều khiển thủy lực và lập trình PLC trong máy uốn tấm lợp 16

1.4.1 Hệ thống thủy lực 16

1.4.2 Điều khiển PLC 16

CHƯƠNG 2 THUYẾT KẾ NGUYÊN LÝ MÁY 21

2.1 Thiết kế phương án bố trí con lăn 21

2.1.1 Các chương án bố trí con lăn: …20

2.1.2 Lựa chọn phương án: 21

2.2 Thiết kế sơ đồ động toàn máy 22

2.2.1 Thiết kế sơ đồ nguyên lý của máy: 22

2.2.2 Máy uốn tấm lợp và các thông số của máy: 24

2.2.3 Phương án bố trí bộ truyền và phân bố tỷ số truyền: 34

2.3.1 Truyền động bằng xích 37

2.3.2 Truyền động bằng trục vít - bánh vít 37

2.3.3 Nhận xét và chọn phương án 38

2.4 Sơ đồ chung toàn máy 38

2.4.1 Sơ đồ khối máy uốn tôn tạo sóng 38

2.4.2 Sơ đồ động học toàn máy 39

2.5 Tính toán động học máy 40

2.6 Tính toán động lực học máy 40

2.6.1 Tính áp lực uốn 40

2.6.2 Tính khối lượng các con lăn trên (cối) 42

2.6.3 Tính khối lượng cho các con lăn dưới ( Chày ) 43

2.6.4.Tính toán khối lượng trục cán 45

2.6.5 Tính mômen cán : 45

2.6.6 Tính công suất động cơ 50

2.6.7 Tính toán lực cắt và lực chặn phôi 52

CHƯƠNG 3 TÍNH TOÁN THIẾT KẾ NGUYÊN LÝ MÁY 54

3.1 Thiết kế hệ thống thủy lực 54

3.1.1 Sơ đồ hệ thống thủy lực và chọn các phần tử thủy lực: 54

3.2 Các tính toán cần thiết cho hệ thống thủy lực 57

3.2.1 Tính toán cho động cơ thủy lực 57

3.2.2 Tính toán thủy lực cụm Xylanh và Piston truyền động cho dao cắt 58

3.2.3 Xác định các thông số của bơm thủy lực 60

3.2.4 Tính toán các van đảo chiều 60

3.2.5 Tính toán cho van tràn 62

3.2.6 Bộ lọc dầu 63

3.2.7 Ống dẫn dầu và các bộ ống nối 64

3.2.8 Bể dầu 65

3.3 Tính toán bộ truyền xích 67

3.3.1 Đặc điển của bộ truyền xích 67

3.3.2 Thiết kế bộ truyền xích 1 – 2 68

3.3.3 Thiết kế bộ truyền xích 3-4 : 71

3.3.4 Thiết kế bộ truyền xích 5-6 : 74

3.4 Thiết kế trục uốn 75

3.4.1 Trục uốn 75

3.4.2 Trình tự thiết kế 76

3.5 Thiết kế cơ cấu điều chỉnh khe hở trục uốn 93

3.6 Thiết kế thân máy uốn 94

3.7 An toàn sử dụng và bảo dưỡng máy 94

CHƯƠNG 4 : QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO CHI TIẾT TRỤC………… 95

4.1 Phân tích điệu kiện làm việc và yêu cầu kỹ thuật của chi tiết….……… .95

4.2 Định dạng sản xuất……… ……… 95

4.3 Chọn phương pháp chế tạo phôi……… ……….…….96

4.4 Thiết kế quy trình công nghệ chế tạo chi tiết……… ……… …96

4.4.1 Đặc điểm, yêu cầu kỹ thuật bề mặt cần gia công……… 96

4.4.2 Trình tự các nguyên công, chọn chuẩn,chọn dao……… … 96

4.5 Xác định chế độ cắt cho từng nguyên công……….…….102

KẾT LUẬN……… 111

TÀI LIỆU THAM KHẢO……… 112

BẢNG 1.1 Kích thước các loại tole

BẢNG 1.2 Bán kính uốn cho phép

BẢNG 1.3 Góc đàn hồi  khi uốn

BẢNG 2.1 Kích thước biên dạng tole qua các lần uốn

BẢNG 2.2 Biên dạng sóng tole hoàn chỉnh qua 4 lần uốn

BẢNG 2.3 Thông số kích thước của con lăn trên

BẢNG 2.4 Thông số kích thước của con lăn dưới

BẢNG 2.5 Các thông số của con lăn qua các lần uốn

BẢNG 2.6 Giá trị mômen và công suất trên mỗi trục

BẢNG 4.1 Thông số máy T6M16

BẢNG 4.2 Thông số máy phay 6H12

BẢNG 4.1 Thông số máy mài 3A151

HÌNH 1.1 Phôi cuộn

HÌNH 1.2 Các loại sản phẩm tấm lợp

HÌNH 1.3 Biên dạng tole sóng vuông

HÌNH 1.4 Biên dạng tole sóng ngói

HÌNH 1.5 Biên dạng tole sóng tròn

HÌNH 1.6 Biểu đồ biến dạng kim loại

HÌNH 1.7 Sơ đồ biến dạng trong đơn tinh thể

HÌNH 1.8 Ứng suất tác dụng lên phần tử kim loại

HÌNH 1.9 Mối quan hệ giữa các tính chất cơ học và mức độ biến dạng HÌNH 1.10 a Trước khi uốn; b Sau khi uốn

HÌNH 1.11 Bán kính cong của lớp trung hòa

HÌNH:1.12 Góc đàn hồi  sau khi uốn

HÌNH 1.13 Sơ đồ quá trình uốn

HÌNH 2.1 Sơ đồ bố trí đối xứng với tole 11 sóng

HÌNH 2.2 Bố trí không đối xứng với tole 11 sóng

HÌNH 2.4 Máy uốn tấm lợp biên dạng sóng vuông

HÌNH 2.3 Sơ đồ máy uốn tole tạo sóng

HÌNH 2.5 Phôi cuộn

HÌNH 2.6 Giới thiệu các loại tole sóng vuông

HÌNH 2.7 Biên dạng sóng tole

HÌNH 2.9 Biên dạng tole qua lần uốn thứ 2

HÌNH 2.10 Biên dạng tole qua lần uốn thứ 3

HÌNH 2.11 Biên dạng tole qua lần uốn thứ 4

HÌNH 2.12 Lỗ hình tạo sóng tole

HÌNH 2.13 Kích thước 1 sóng tole

HÌNH 2.14 Sơ đồ uốn tạo sóng

HÌNH 2.15 Sơ đồ tính toán số lần uốn

HÌNH 2.16 Kích thước của một cặp lô uốn

HÌNH 2.17 Con lăn trên (cối)

HÌNH 2.18 Con lăn dưới ( chày)

HÌNH 2.19 Sơ đồ bố trí con lăn để tạo sóng số 2 và 3

HÌNH 2.20 Sơ đồ máy cán truyền động bằng cơ khí

HÌNH 2.21 Sơ đồ máy cán truyền động bằng thuỷ lực

HÌNH 2.22 Truyền động bằng xích

HÌNH 2.23 Sơ đồ truyền động bằng bánh vít - trục vít

HÌNH 2.24 Sơ đồ khối máy uốn tôn tạo sóng

HÌNH 2.25 Sơ đồ động chung toàn máy

HÌNH 2.26 con lăn trên (cối)

HÌNH 2.27 con lăn dưới (chày)

HÌNH 2.28 Sơ đồ trục uốn

HÌNH 2.29 Sơ đồ tính chiều dài tiếp xúc giữa tole và con lăn uốn HÌNH 2.30 Sơ đồ tính lực cắt và lực chặn

HÌNH 3.1 Sơ đồ hệ thống thống thủy lực máy cán tole

HÌNH 3.2 Kết cấu van tràn

HÌNH 3.3 Kết cấu bơm bánh răng

HÌNH 3.4 Kết cấu và ký hiệu Van tỷ lệ

HÌNH 3.5 Kết cấu xy lanh thủy lực

HÌNH 3.6 Sơ đồ cân bằng lực của pison

HÌNH 3.12 Biểu đồ mômen

HÌNH 3.13 Sơ đồ bố trí độ võng của trục

HÌNH 3.15 Sơ đồ lực tác dụng theo phương X

HÌNH 3.16 Sơ đồ trục ngắn

HÌNH 3.17 Các lực tác dụng lên trục ngắn

HÌNH 3.18 Biểu đồ mômen

HÌNH 3.19 Sơ đồ cơ cấu điều chỉnh trục uốn

HÌNH 3.20 Kết cấu thân máy

HÌNH 4.1 Bản vẽ chế tạo trục

HÌNH 4.2 Sơ đồ gá đặt nguyên công 1

HÌNH 4.3 Sơ đồ gá đặt nguyên công 2

HÌNH 4.4 Sơ đồ gá đặt nguyên công 3

HÌNH 4.5 Sơ đồ gá đặt nguyên công 4

HÌNH 4.6 Sơ đồ gá đặt nguyên công 5

HÌNH 4.7 Giản đồ nhiệt luyện thép C45

HÌNH 4.8 Sơ đồ gá đặt nguyên công 7

HÌNH 4.9 Sơ đồ gá đặt nguyên công 8

MỞ ĐẦU

Cùng với sự phát triển của đất nước, nhu cầu của con người ngày càng phong

phú và đa dạng, nhiều công trình, nhà ở mọc lên một cách nhanh chóng Do đó nhu

cầu sử dụng tấm lợp ngày càng tăng nhanh, đặc biệt là các loại tấm lợp bằng kim loại Yêu cầu đặt ra đối với các loại tấm lợp ngày càng cao về hình dạng, màu sắt và kích

thước, trong khi đó nước ta chưa sản xuất được phôi để tạo ra các sản phẩm trên mà

phải nhập từ nước ngoài Để có những sản phẩm đến với người tiêu dùng có mẫu mã

đẹp, kích thước như mong muốn và giá thành phù hợp thì việc thiết kế chế tạo ra “Máy

uốn tấm lợp biên dạng sóng vuông” là cần thiết

Đây là một đề tài tương đối phổ biến và có tính khả thi cao và cần thiết Nếu sự

đầu tư đúng hướng và ngày càng mạnh vào lĩnh vực cơ khí của đất nước như hiện nay

thì việc thiết kế chế tạo ra một dây chuyền sản xuất như thế hoàn toàn có thể thực hiện

được

Nội dung đồ án này gồm 4 chương:

Chương 1: Chương tổng quan

Chương 2: Thiết kế nguyên lý máy

Chương 3: Tính toán thiết kế nguyên lý máy

Chương 4: Thiết kế quy trình công nghệ chế tạo chi tiết

CHƯƠNG 1 : TỔNG QUAN VỀ SẢN PHẨM TẤM LỢP

1.1 Giới thiệu về nguyên liệu và sản phẩm tấm lợp

1.1.1 Nguyên liệu làm tấm lợp

Hiện nay các loại tole được dùng để uốn tạo sóng gồm có tole lạnh, tole sơn, tole

mạ kẽm Kích thước của các loại tole này như sau: Tole có chiều dày từ 0,1  1,0 mm, chiều rộng từ 900  1200 mm, để tạo điều kiện cho việc vận chuyển phôi được dễ dàng, các nhà máy cán thép sản xuất ra tấm kim loại và cuộn lại thành cuộn lớn, với khối lượng 1 cuộn gần 5 tấn có chiều dày và chiều rộng nhất định Trước đây các loại tole cuộn này thường được nhập từ nước ngoài như BHP của Australia, POMINI của Italia, SMS của Đức, VAI của Áo, NKK và KAWASAKI của Nhật, ANMAO của Đài Loan, Trung Quốc, còn hiện nay trong nước đã có nhiều Công ty sản xuất được tole này như Công ty tôn Phương Nam khu công nghiệp Biên Hoà Đồng Nai, Công ty tôn

Hạ Long - Quảng Ninh, Công ty tôn Hoa Sen - Cần Thơ Các loại tole này có giá thành thấp hơn tole nhập ngoại cùng kích thước và trọng lượng nhưng chất lượng không thua các loại tôn nhập ngoại Các cuộn tole này đã có sẵn lớp bảo vệ chống ôxy hoá, như mạ kẽm, sơn màu

Hình 1.1 Phôi cuộn Bảng 1.1 Kích thước các loại tole Chiều dày tole (mm) Tole đen Tole mạ kẽm Tole màu

0.21 0.23 0.25x1200

(Trích theo kích thước Tole Phương Nam)

Trước đây các tấm lợp sử dụng trong nước đều nhập từ nước ngoài và đa số là của Mỹ, vật liệu làm chúng thường là bằng nhôm, thép dẻo Nên các tấm lợp này có độ bền rất cao, chịu tác động của môi trường tốt, thời gian sử dụng rất lâu dài Đa số các tấm lợp này đều có dạng sóng tròn, sóng vuông chiều dài thường là 2.4, 3.0, 3.5(m) và chiều rộng thường là 0.8, 1.0, 1.2(m)

Trong thời gian sau này thì trên thị xuất hiện nhiều loại tấm lợp khác nhau cũng được nhập từ nhiều nước khác nhau như Nhật, Đài Loan, Liên Xô cũ với nhiều loại, hình dáng, kích cở, màu sắc khác nhau Nhưng vật liệu chế tạo các tấm lợp này không còn tốt như ngày xưa nữa, vì giá thành vật liệu đắt Nên người ta thường sử dụng thép

có độ cứng cao hơn và được mạ lớp kẽm hay sơn phủ bảo vệ, do vậy mà độ bền cũng không thua kém gì so với tấm lợp bằng vật liệu tốt

Vì điều kiện khí hậu nước ta có độ ẩm cao, chịu mưa với hàm lượng axít cao nên các tấm lợp bằng kim loại được dùng thường bị oxi hoá bởi môi trường, nên bị hư hỏng và chủ yếu là sét, rỉ

Hiện nay có rất nhiều loại vật liệu khác nhau:

+Loại bằng nhôm: Loại này đắt tiền, nhưng có ưu điểm là nhẹ, dẻo dễ cán, bền trong môi trường tự nhiên Nhược điểm là chịu lực kém, nên cũng ít được sử dụng

+Loại bằng kẽm: Loại này bền cao, có tính dẻo tốt nhưng giá thành cao

+Loại bằng thép: Sử dụng thép carbon chất lượng trung bình với b  400 MPa Loại này kém bền trong môi trường không khí, dễ bị oxi hoá để khắc phục hiện tượng trên, người ta thường mạ kẽm hoặc sơn tĩnh điện các cuộn phôi tấm

1.1.2 Các loại sản phẩm tấm lợp

Để tăng thêm độ cứng khi sử dụng làm tấm lợp, người ta phải tạo sóng cho tôn, tuỳ theo nhu cầu sử dụng người ta tạo sóng cho tôn là sóng vuông, sóng tròn hay sóng

ngói

Hình 1.2 Các loại sản phẩm tấm lợp Các dạng tole có sóng thường dùng là:

1.1.3 Nhu cầu về tấm lợp

Ngày nay nhu cầu sử dụng các tấm lợp của con người để làm bao che cho các

công trình dân dụng và công nghiệp ngày càng cao do đó đòi hỏi một lượng lớn tấm

lợp trong đó có các tấm lợp bằng tole, các tấm lợp này phải đáp ứng tốt nhu cầu sử

dụng của con người Trước đây hầu hết các tấm lợp được làm từ đất sét (ngói),

phêroximăng hoặc nhựa PVC những loại này có những nhược điểm như trọng lượng

lớn nên đòi hỏi kết cấu khung sườn phải cứng vững, dễ vỡ, thời gian sử dụng ngắn,

tính thẩm mỹ không cao nên giờ đây nó ít được sử dụng Trong khi đó các loại tấm lợp

bằng tole ngày càng được sử dụng nhiều để thay thế cho các loại tấm lợp trên vì nó

khắc phục được những nhược điểm của các loại tấm lợp trên Theo thống kê của các

cơ sở sản xuất tole tấm lợp thì hiện nay hầu hết các công trình xây dựng sử dụng tole

+ Gây tiếng ồn khi trời mưa

+ Hấp thụ và truyền nhiệt vào công trình

Những nhược điểm trên hiện đã được khắc phục như sử dụng tôn lạnh để giảm nhiệt hoặc dán tấm mousse để cách nhiệt và giảm độ ồn

1.2 Cơ sở lý thuyết quá trình biến dạng dẻo của kim loại

Như chúng ta đã biết dưới tác dụng của ngoại lực, kim loại biến dạng theo các

giai đoạn: Biến dạng đàn hồi, biến dạng dẻo, biến dạng phá hủy Tuỳ theo từng cấu trúc tinh thể của mỗi kim loại các giai đoạn trên có thể xảy ra với mức độ khác nhau Dưới đây sẽ khảo sát cơ chế biến dạng trong đơn tinh thể kim loại trên cơ sở đó nghiên

cứu biến dạng dẻo của kim loại và hợp kim

1.2.1 Các khái niệm

- Biến dạng đàn hồi: là biến dạng sau khi ngoại lực thôi tác dụng, vật trở lại vị trí ban đầu Quan hệ giữa ứng suất và biến dạng là tuyến tính và tuân theo định luật hook Trên sơ đồ là đoạn OA

- Biến dạng dẻo: Là biến dạng không bị mất đi sau khi ngoại lực thôi tác dụng Vật liệu bị biến cứng nên ở giai đoạn này, lực có tăng biến dạng mới tăng, quan hệ giữa lực và độ biến dạng là đường cong

- Biến dạng phá huỷ: Sau khi qua giai đoạn biến dạng dẻo, ta tiếp tục tăng lực cho tới khi đạt giá trị lớn nhất (trên sơ đồ là điểm C), sau đó lực giảm nhưng biến dạng vẫn tăng cho tới lúc đứt, biến dạng này tương ứng với giai đoạn phá huỷ của vật liệu (trên

sơ đồ là đoạn CD)

Hình 1.6 Biểu đồ biến dạng kim loại

a Biến dạng trong đơn tinh thể

Trong đơn tinh thể kim loại, các nguyên tử sắp xếp theo một trật tự xác định, mỗi nguyên tử luôn luôn dao động xung quanh vị trí cân bằng của nó (a)

- Biến dạng đàn hồi: Dưới tác dụng của ngoại lực, mạng tinh thể bị biến dạng Khi ứng suất sinh ra trong kim loại chưa vượt quá giới hạn đàn hồi của các nguyên tử kim loại dịch chuyển không vượt quá một thông số mạng (b), nếu thôi tác dụng lực, mạng tinh thể trở về trạng thái ban đầu

- Biến dạng dẻo: Khi ứng suất trong kim loại sinh ra vượt quá giới hạn đàn hồi, kim loại bị biến dạng dẻo do trượt và song tinh

Hình 1.7 Sơ đồ biến dạng trong đơn tinh thể -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 (c) Trên mặt trượt, các nguyên tử kim loại dịch chuyển tương đối với nhau một khoảng đúng bằng số nguyên

d) c)

lần thông số mạng, sau khi dịch chuyển các nguyên tử kim loại ở vị trí cân bằng mới,

bởi vậy sau khi thôi tác dụng lực kim loại không trở về trạng thái ban đầu

-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 (d) Các nguyên tử kim

loại trên mỗi mặt di chuyển một khoảng tỉ lệ với khoảng cách đến các mặt song tinh

Các nghiên cứu lý thuyết và thực nghiệm cho thấy trượt là hình thức chủ yếu gây ra

biến dạng dẻo trong kim loại, các mặt trượt là các mặt phẳng có mật độ nguyên tử cao

nhất, biến dạng dẻo do song tinh gây ra rất bé nhưng khi có song tinh trượt sẽ xảy ra

thuận lợi hơn

b Biến dạng dẻo của đa tinh thể:

Kim loại và hợp kim là tập hợp của nhiều đơn tinh thể (hạt tinh thể), cấu trúc

chung của chúng được gọi là cấu trúc đa tinh thể Trong đa tinh thể biến dạng dẻo có 2

dạng: Biến dạng trong nội bộ hạt và biến dạng ở vùng tinh giới hạt Sự biến dạng trong

nội bộ hạt do trượt và song tinh Đầu tiên sự trượt xảy ra ở các hạt có mặt trượt tạo với

hướng của ứng suất chính một góc bằng hoặc xấp xỉ 450, sau đó mới đến các hạt khác Như vậy biến dạng dẻo trong kim loại đa tinh thể xảy ra không đồng thời và không

đồng đều Dưới tác dụng của ngoại lực, biên giới hạt của các tinh thể cũng bị biến

dạng, khi đó các hạt trượt và quay tương đối với nhau Do sự trượt và quay của các

hạt, trong các hạt lại xuất hiện các mặt trượt thuận lợi mới giúp cho biến dạng trong

kim loại tiếp tục xuất hiện

1.2.2 Tính 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 các

nhân tố khác nhau như: thành phần và tổ chức kim loại, nhiệt độ, trạng thái ứng suất

chính, ứng suất dư, ma sát ngoài, lực quán tính, tốc độ biến dạng

Các kim loại khác nhau có kiểu mạng tinh thể lực liên kết giữa các nguyên tử

khác nhau chẳng hạn đồng, nhôm dẻo hơn sắt Đối với các 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

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

Tính dẻo của kim loại phụ thuộc rất lớn vào nhiệt độ, hầu hết kim loại khi tăng

nhiệt độ tính dẻo tăng, 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

Khi kim loại bị biến dạng nhiều, các hạt tinh thể bị vỡ vụn, xô lệch mạng tăng, ứng suất dư lớn làm cho tính dẻo của kim loại giảm mạnh (hiện tượng biến cứng) Khi nhiệt độ kim loại đạt từ 0,25-0,30Tnc (nhiệt độ nóng chảy) ứng suất dư và xô lệch mạng giảm làm cho tính dẻo của kim loại phục hồi trở lại (hiện tượng phục hồi) Nếu nhiệt độ nung đạt tới 0,4Tnc trong kim loại bắt đầu xuất hiện quá trình kết tinh lại, tổ chức kim loại sau khi kết tinh lại có hạt đồng đều và lớn hơn, mạng tinh thể hoàn thiện hơn nên tính dẻo tăng

Trạng thái ứng suất chính: cũng ảnh hưởng đáng kể đến tính dẻo của kim loại khi chịu ứng suất nén khối có tính dẻo cao hơn khi chịu ứng suất nén mặt, nén đường hoặc chịu ứng suất kéo Ưng suất dư, ma sát ngoài làm thay đổi trạng thái ứng suất chính trong kim loại nên tính dẻo của kim loại cũng giảm

1.2.3 Trạng thái ứng suất và các phương trình dẻo

Giả sử trong vật thể hoàn toàn không có ứng suất tiếp thì vật thể có 3 dạng ứng suất chính sau:

Hình 1.8 Ứng suất tác dụng lên phần tử kim loại Ứng suất đường: max = 1/2 (1.1) Ứng suất mặt : max = (1-2)/2 (1.2) Ứng suất khối: max = (max-min)/2 (1.3) Nếu 1=2=3 thì  = 0 và không có biến dạng Ứng suất chính để kim loại biến dạng dẻo là giới hạn chảy (ch)

a Điều kiện biến dạng dẻo

Khi kim loại chịu ứng suất đường

Biến dạng dẻo chỉ bắt đầu sau khi biến dạng đàn hồi Thế năng của biến dạng đàn hồi

Trong đó:

A0: thế năng để thay đổi thể tích vật thể (trong biến dạng đàn hồi thể tích của vật thể tăng lên, tỉ trọng giảm xuống)

Ah: thế năng do thay đổi hình dáng vật thể

Trạng thái ứng suất khối, thế năng biến dạng đàn hồi theo định luật Húc được xác định:

A = (11 + 22 + 33)/2 (1.8) Như vậy biến dạng tương đối theo định luật Húc:

A =  2 ( )

2

1

1 3 3 2 2 1 2

3 2 2 2

F

(1.12)

E : Môdun đàn hồi của vật liệu

Thế năng làm thay đổi thể tích

2

3 2 1 3

2 1

6

2 1 3

) (





E F

F

A (1.13) Thế năng để làm thay đổi hình dạng vật thể

Ah = A - A0 = [( ) ( ) ( ) ]

6

1 3 2 3 2 2 2

(        -2 = const 0Đây gọi là phương trình năng lượng biến dạng dẻo

Khi các kim loại biến dạng ngang không đáng kể thì theo (1.8) ta có thể viết

2 = (1+2) (1.16)

3 2





   (1.18) Vậy phương trình dẻo có thể viết

Tính theo hướng của các áp suất, phương trình dẻo (1.19) chính xác nhất là được viết:

(1)-(3) =2k (1.24)

1.2.4 Biến dạng dẻo của kim loại trong trạng thái nguội

Thực tế cho thấy với sự gia tăng mức độ biến dạng nguội thì tính dẻo của kim loại sẽ giảm và trở nên giòn khó biến dạng

Hình vẽ dưới đây trình bày đường cong về mối quan hệ giữa các tính chất cơ học của thép và mức độ biến dạng rất rỏ ràng nếu biến dạng vượt quá 80% thì kim loại hầu như mất hết tính dẻo

Hình 1.9 Mối quan hệ giữa các tính chất cơ học và mức độ biến dạng

1.3 Quá trình uốn kim loại

1.3.1 Khái niệm

Uốn là một trong những nguyên công thường gặp nhất trong công nghệ dập nguội, uốn tức là biến phôi phẳng (tấm), tròn, dây hay ống thành những chi tiết có hình cong hay gấp khúc, hình dạng khác

Phụ thuộc vào hình dáng và kích thước vật uốn, dạng phôi ban đầu, đặc tính của quá trình uốn trong khuôn, uốn có thể tiến hành trên máy ép lệch tâm, ma sát hay thuỷ lực, đôi khi có thể tiến hành trên các dụng cụ uốn bằng tay hoặc trên các máy chuyên dùng

1.3.2 Đặc điểm của quá trình uốn

Đặc điểm của quá trình uốn kim loại là khi uốn các kim loại tấm để đạt được những chi tiết có kích thước và hình dạng cần thiết, người ta nhận thấy rằng với tỷ số chiều rộng và chiều dày của phôi khác nhau, với mức độ biến dạng khác nhau (tỷ số giữa bán kính uốn và chiều dày vật liệu khác nhau) và giá trị góc uốn khác nhau thì quá trình biến dạng xảy ra tại vùng uốn cũng có những đặc điểm khác nhau Tại vùng uốn các thớ ngang vẫn phẳng và vuông góc với trục phôi Các thớ dọc bị biến dạng khác nhau ở hai phía của phôi, các lớp kim loại ở phía trong góc uốn (phía bán kính nhỏ) thì bị nén và co ngắn theo hướng dọc đồng thời bị kéo và giãn dài theo hướng ngang Các lớp kim loại ở phía ngoài góc uốn (phía bán kính lớn) thì bị kéo và giãn dài theo hướng dọc và đồng thời bị nén và co ngắn theo hướng ngang, tạo thành độ cong ngang

a

b Hình 1.10 a Trước khi uốn; b Sau khi uốn Khi uốn những dải phôi rộng (b>2S), chiều dày vật liệu giảm, mặt cắt ngang của

phôi bị thay đổi không đáng kể, có thể coi như không đổi bởi vì trở lực biến dạng của

vật liệu có chiều rộng lớn chống lại sự biến dạng theo hướng ngang Khi đó các lớp

kim loại ở phía trong góc uốn chỉ bị nén và co ngắn theo hướng dọc còn các lớp kim

loại ở phía ngoài góc uốn chỉ bị kéo và giãn dài theo hướng dọc

Khi uốn với mức độ biến dạng lớn, các lớp kim loại ở phía ngoài phôi bị kéo và

giãn dài đáng kể, dễ gây ra hiện tượng nứt, gẫy Vì vậy khi cắt phôi uốn cần phải chú ý

bố trí sao cho đường uốn vuông góc với thớ cán của phôi, tránh để đường uốn song

song với thớ cán

Tại vùng uốn có những lớp kim loại bị nén và co ngắn lại đồng thời có những

lớp kim loại bị kéo và giãn dài theo hướng dọc vì vậy giữa các lớp đó thế nào cũng tồn

tại một lớp có chiều dài bằng chiều dài ban đầu của phôi Lớp này gọi là lớp trung hoà

biến dạng Lớp trung hoà biến dạng là cơ sở tốt nhất để xác định kích thước của phôi

khi uốn và xác định bán kính uốn nhỏ nhất cho phép

Khi uốn với bán kính uốn lớn, mức độ biến dạng ít, vị trí lớp trung hoà biến

dạng nằm ở giữa chiều dày của dải phôi Nghĩa là bán kính cong Rbd của lớp trung hoà

được xác định theo công thức sau:

Rbd = r + S/2 (1.25)

Trong đó:

b

S: Chiều dày vật

r: Bán kính uốn

Hình 1.11 Bán kính cong của lớp trung hòa

Khi uốn với mức độ biến dạng lớn thì tiết diện ngang của phôi thay đổi nhiều,

chiều dày vật liệu giảm Khi đó lớp trung hoà biến dạng không đi qua giữa mà bị dịch

về phía tâm cong, ở đây bán kính cong lớp trung hoà được xác định như sau:

b

b S S

r

2(  

 (1.26) Trong đó :

 = S1/S : Hệ số giảm chiều dài

S1 : Chiều dài trước khi uốn

S : Chiều dài sau khi uốn

r : Bán kính uống

b : Chiều rộng ban đầu của dải

btb : Chiều rộng trung bình sau khi uốn; btb =1/2(b1+b2)

b1;b2 : Chiều rộng phía trên và phía dưới của dải sau khi uốn

Khi chiều rộng của dải lớn thì tỷ số btb/b = 1, lúc đó:

Xo là hệ số thực nghiệm phụ thuộc vào tỷ số r/S, góc uốn và loại vật liệu uốn

XoS là khoảng cách từ lớp trung hoà tới mặt trong của phôi

1.3.3 Bán kính uốn lớn nhất và bán kính uốn nhỏ nhất cho phép

S

R

r

Quá trình uốn bán kính uốn phía trong được quy định trong một giới hạn nhất định nếu quá lớn vật uốn sẽ không có khả năng giữ được hình dáng sau khi thôi tác dụng lực (ra khỏi khuôn) vì chưa đạt đến trạng thái biến dạng dẻo Còn khi bán kính uốn quá nhỏ có thể làm nứt, đứt vật liệu tại tiết diện uốn

+ Bán kính uốn lớn nhất cho phép được xác định theo công thức:

C

S E r

 2

Trong đó :  : Độ giãn dài tương đối của vật liệu(%) m ax

Trong thực tế bán kính uốn nhỏ nhất cho phép được xác định theo công thức thực nghiệm đơn giản hơn:

rmin = K.S (1.32) Trong đó : K: Hệ số , S: Chiều dày vật liệu

Hệ số K để xác định bán kính uốn nhỏ nhất cho phép đối với góc uốn 900

Bảng 1.2 Bán kính uốn cho phép VẬT LIỆU TRẠNG THÁI VẬT LIỆU

Ủ hoặc ram Bị biến cứng Hướng đường uốn

Vuông góc hướng cán

Dọc hướng cán

Vuông góc hướng cán

Dọc hướng cán

+ Các yếu tố ảnh hưởng đến trị số bán kính uốn:

Cơ tính của vật liệu và trạng thái nhiệt luyện: Nếu vật liệu có tính dẻo tốt và đã qua ủ mềm thì rmin có trị số nhỏ hơn so với khi đã qua biến dạng

Ảnh hưởng của góc uốn: Cùng một bán kính uốn như nhau nếu góc uốn càng nhỏ thì khu vực biến dạng càng lớn

Ảnh hưởng của tình trạng mặt cắt vật liệu: Khi cắt phôi uốn trên mặt cắt có nhiều bavia hoặc nhiều vết nứt thì khi uốn sẽ sinh ra ứng lực tập trung và tại những nơi

đó dễ sinh ra vết nứt, bởi vậy cần phải tăng trị số rmin lên

1.3.4 Tính đàn hồi khi uốn

Như ta đã biết khi uốn kim loại không phải toàn bộ phần kim loại ở phần cung uốn đều chịu biến dạng dẻo mà có một phần còn ở biến dạng đàn hồi Vì vậy khi thôi không còn tác dụng của lực uốn thì vật uốn không hoàn toàn giữ nguyên như hình dáng của chày và cối uốn, và đó gọi là hiện tượng đàn hồi sau khi uốn

Hiện tượng đàn hồi thường gây ra sai lệch về góc uốn và bán kính uốn vì vậy muốn cho chi tiết có góc uốn và bán kính uốn đã cho thì ta phải làm bán kính và góc của khuôn và chày thay đổi một lượng đúng bằng trị số đàn hồi.Bằng thực nghiệm người ta đã xác định được trị số đàn hồi phụ thuộc chủ yếu vào loại vật liệu và chiều dày vật liệu, hình dáng chi tiết uốn, bán kính chi tiết uốn tương đối r/S, lực uốn và phương pháp uốn

Khi giới hạn chảy càng cao, tỷ số r/S càng lớn và chiều dày vật liệu càng nhỏ thì hiện tượng đàn hồi càng lớn

Khi uốn với tỷ số r/S < 10 thì sai lệch chủ yếu là góc uốn, còn bán kính uốn thay đổi không đáng kể Trị số góc đàn hồi cho sẵn trong sổ tay

Khi uốn với tỷ số r/S > 10 thì sau khi uốn cả góc uốn và bán kính uốn đều bị thay đổi Khi đó bán kính cong của chày được xác định bằng công thức sau

3 1

rC

.

. ,



: Hệ số uốn E: Môđun đàn hồi vật liệu

S: Chiều dày vật liệu

Góc đàn hồi  được xác định theo công thức sau:

(180 ).( 1)

, 0

DUT-LRCC

Hình:1.12 Góc đàn hồi  sau khi uốn

Góc đàn hồi được xác lập bởi hiệu số giữa góc của vật uốn sau khi uốn và góc của chày cối uốn

 = 0 -  (1.35)

Trong đó:

 : Góc của vật uốn khi chưa thôi lực uốn (độ)

0 : Góc của chày và cối uốn (độ)

Bảng 1.3 Góc đàn hồi  khi uốn

Thép b đến 35Kg/mm2

Đồng thau b đến35Kg/mm2

Nhôm , Kẽm

<1 4 2 0 15 5 3 1

>5 6 4 2 Thép b = 40  50 Kg/mm2

Đồng thau b =35  40 Kg/mm2

Đồng vàng

<1 5 2 0 15 6 3 1

>5 8 5 3 Thép, b > 55 Kg /mm2

<1 7 4 2 15 9 5 3

>5 12 7 5

Vì lực uốn tác dụng chủ yếu ở đầu chày, quá trình biến dạng dẻo cũng chỉ xảy ra

ở đó Khi bán kính uốn càng nhỏ thì mức độ kéo, nén của kim loại càng lớn có thể gãy, nứt và lớp trung hoà có xu hướng dịch vào bên trong



0

r: Bán kính uốn trong

 : Bán kính lớp trung hoà

R: Bán kính uốn ngoài

Hình 1.13 Sơ đồ quá trình uốn Trong quá trình uốn thì khi ngừng lực tác dụng thì nó tồn tại lực đàn hồi nên góc uốn lớn ra, và góc đàn hồi từ 0 ÷ 100 và lực uốn là:

S r

S B

(1.36) Trong đó:

B: Chiều rộng của phôi

S: Bề dày của phôi

b: Giới hạn bền vật liệu

r: Bán kính trong

1.4 Giới thiệu về hệ thống thủy lực và điều khiển PLC trong máy uốn tấm lợp

1.4.1 Hệ thống thủy lực

Hệ thống truyền động thủy lực được ứng dụng để truyền động những cơ cấu chấp hành có công suất lớn, đặc biệt nhờ khả năng truyền động vô cấp chính xác mà

nó được ứng dụng để điều khiển vô cấp cơ cấu chấp hành khi yêu cầu độ chính xác điều khiển cao Hiện nay, hệ thống thủy lực được sử dụng trong các thiết bị công nghiệp, ví dụ như: máy ép, máy công cụ, máy uốn tấm lợp…

1.4.2 Điều khiển PLC

Kỹ thuật điều khiển khả lập trình PLC được phát triển vào những năm

1968-1970 Thiết bị điều khiển logic lập trình PLC là dạng thiết bị điều khiển đặc biệt dựa trên bộ xử lý, sử dụng bộ nhớ lập trình để lưu trữ các lệnh và thực hiện các chức năng chẳng hạn như cho phép tính logic, lập chuỗi, định giờ, đếm giờ, đếm và các thuật toán điều khiển máy và các quá trình công nghệ

Về cơ bản chức năng của bộ điều khiển logic PLC cũng như chức năng của bộ điều khiển thiết bị trên cơ sở các rơle, các công tắc hoặc trên cơ sở các khối điện tử nào đó là:

+ Thu thập các tín hiệu vào và các tín hiệu phản hồi từ cảm biến

+ Liên kết, ghép nối các tín hiệu theo yêu cầu điều khiển và thực hiện đóng mở các mạch phù hợp với chu trình công nghệ

+Tính toán, soạn thảo các lệnh điều khiển trên cơ sở so sánh các thông tin thu thập được

+ Phân phát các lệnh điều khiển đến các địa chỉ thích hợp

Đối với những máy công cụ và máy công nghiệp thì bộ PLC có thể lien kết với

bộ điều khiển số NC hoặc CNC hình thình bộ điều khiển thích nghi Trong hệ thống của các trung tâm gia công, mọi quy trình công nghệ điều được bộ PLC điều khiển tập trung

CHƯƠNG 2 THUYẾT KẾ NGUYÊN LÝ MÁY

2.1 Thiết kế phương án bố trí con lăn

2.1.1 Các phương án bố trí con lăn

Ta có các phương án bố trí con lăn và trục cán như sau:

Phương án 1: Bố trí con lăn đối xứng:

Hình 2.1 Sơ đồ bố trí đối xứng với tole 11 sóng

 Nhận xét: Đây là phương án bố trí đối xứng qua sóng tole giữa của tôn 11 sóng

Với cách bố trí như vậy ta có tất cả là 25 cặp trục uốn và 135 con lăn uốn, đặc

điểm của phương án này là:

* Ưu điểm:

+ Lực uốn nhỏ, tole biến dạng đều đặn về hai phía, lực phân bố đều cho hai bên

+Tole uốn ra có các sóng thẳng nhau, khả năng bị chéo sóng ít, tole uốn không bị dồn nén

* Nhược điểm:

+ Không thuận lợi khi cán tole 7 sóng vì lực phân bố không đều, gây biến dạng không đều về hai phía

Hình 2.2 Bố trí không đối xứng với tole 11 sóng

 Nhận xét: Ở phương án 2 này ta sử dụng: 25 cặp trục, 123 cặp con lăn uốn Việc uốn

hai sóng ngoài cùng trước làm cho tole bị kéo về hai phía nên khi uốn các sóng giữa

tole bị kéo rách

2.1.2 Lựa chọn phương án

Qua việc phân tích các phương án bố trí như trên ta chọn phương án 1 (Sơ đồ bố

trí theo hình 2.1) Ở phương án này lực phân bố đều về hai phía lực tác dụng vào hai ổ

đỡ cũng cân bằng Sản phẩm cán ra đạt yêu cầu, không bị chéo, không bị nhăn, xước

và khả năng gây phế phẩm ít Và đây cũng là phương án thường được sử dụng trong

thực tế

2.2 Thiết kế sơ đồ động toàn máy

2.2.1 Thiết kế sơ đồ nguyên lý của máy

2.2.1.1 Yêu cầu chung của máy uốn tôn tạo sóng

Máy uốn tole phải làm thay đổi kết cấu kim loại( phôi liệu) tờ thép tấm phẳng

thành biên dạng tole theo ý muốn, có thể là sóng vuông hay sóng ngói, thẳng hay cong

+ Máy làm việc phải có hiệu quả và năng suất cao nhất , đảm bảo chất lượng tole tốt

phế phẩm ít nhất

+ Tạo hình dạng tole ít gây sai số biên dạng kích cỡ

+ Tấm lợp phục vụ cho nhu cầu che nắng , che mưa , trang trí … nên yêu cầu tấm lợp phải chịu được nhiệt độ cao do nắng, về mùa mưa phải đảm bảo thoát nước tốt, không gây thấm Tole phải có độ bền cơ học, chịu được gió mạnh không hư hỏng, rách đứt…

2.2.1.2 Sơ đồ máy uốn tole tạo sóng

Để tạo hình dáng sóng cho tole theo yêu cầu thì ta có nhiều cách bố trí theo sơ đồ máy để uốn Tùy theo trường hợp cụ thể mà ta có các phương pháp bố trí khác nhau

sao cho hợp lý nhất , kinh tế nhất, chất lượng sản phảm tốt nhất

Nguyên lý hoạt động:

Phôi cuộn 1 được đặt vào trục quay nhờ thiết bị cầu trục, tấm phôi phẳng được

dẫn qua máng dẫn 2, qua dao cắt phẳng đi vào hệ thống trục và con lăn uốn Sau khi ra khỏi hệ thống trục và con lăn uốn thì tole đã được tạo sóng theo yêu cầu Dao cắt hình làm việc khi nào chiều dài tole uốn bằng chiều dài yêu cầu, quá trình cắt chỉ thực hiện khi các lô uốn dừng chuyển động Sau đó đưa sản phẩm tole uốn ra băng chứa 9 Dao cắt phẳng cắt rời tole ra khỏi cuộn phôi kết thúc một quá trình hoạt động của máy Máy được dẫn động bằng một động cơ, thường đặt ở giữa, và truyền chuyển động về hai phía (Hình 2.6) Với cách bố trí như vậy thì lực cán phân bố đều về hai phía nên kết cấu máy cứng vững, nhỏ gọn, tôn cán biến dạng đều tạo chất lượng tốt cho sản phẩm tole uốn

2.2.2 Máy uốn tole và các thông số kỹ thuật của máy

2.2.2.1 Máy uốn tole tạo sóng vuông

Ở trên thị trường hiện nay tole uốn đều sử dụng phôi tấm dưới dạng cuộn với các kích thước chiều rộng là 900(mm) và 1200(mm) Nên việc chọn biên dạng phải phù hợp để máy có thể uốn được hai loại phôi trên Tuy nhiên việc chọn đường biên dạng tole như thế nào để đảm bảo tôn cán ra có:

- Đủ độ cứng vững

- Tính thẩm mỹ cao

- Đảm bảo yêu cầu che nắng che mưa

Máy uốn tole là thiết bị gia công áp lực dựa vào sự biến dạng dẻo của kim loại

để uốn tole phẳng thành sản phẩm tole có biên dạng sóng theo thiết kế Quá trình uốn

tole được thực hiện liên tục trên nhiều cặp trục, con lăn uốn đứng liên tiếp nhau trên cùng một hàng, nhờ lực ma sát giữa các con lăn và tấm kim loại mà phôi uốn chuyển động tịnh tiến qua các lô uốn kế tiếp nhau Để đảm bảo quá trình uốn xảy ra liên tục, phôi không bị đứt thì tấm kim loại đi qua các cặp lô uốn phải có cùng vận tốc So với phương pháp dập thì việc uốn trên các máy uốn liên tục có nhiều ưu điểm hơn, như:

+ Cho năng suất cao

+ Sản phẩm ít bị khuyết tật

+ Dễ cơ khí hoá và tự động hoá trong quá trình sản xuất

Tuy nhiên cũng có vài nhược điểm sau

+ Thiết bị đắt tiền

+ Cần nhiều thiết bị phụ như cầu trục để nâng chuyển phôi cuộn

+ Chiếm diện tích nhà xưởng lớn vì máy dài

Hình 2.4 Máy uốn tấm lợp biên dạng sóng vuông

2.2.2.2 Thông số biên dạng của tole sóng vuông

Chọn thông số biên dạng tole phụ thuộc vào nhiều yếu tố như chiều rộng tấm tole, kích thước sóng tole, nhu cầu sử dụng, công dụng tấm lợp

Trên thị trường hiện nay thường sử dụng các loại phôi tấm dạng cuộn có kích thước 900(mm) và 1200(mm) với chiều dày từ (0.2  0.8)mm

Hình 2.5 Phôi cuộn

+ Đối với tole khổ 900 mm: Cán được tôn 7 sóng

+ Đối với tôn khổ 1200 mm: Cán được tôn 9 sóng

Hình 2.6 Giới thiệu các loại tole sóng vuông

Đối với tole uốn khi cùng một loại quy cách tole phẳng, cùng một kích thước sóng tole nếu uốn với số sóng càng ít thì sẽ được chiều rộng sau khi cán càng lớn nhưng ngược lại loại ít sóng sẽ có độ cứng vững kém hơn loại nhiều sóng

- Sản phẩm tole sau khi tạo sóng phải thoả mãn yêu cầu về độ cứng vững, chịu lực, không có vết nứt tại các vị trí thay đổi tiết diện (những điểm uốn)

- Sản phẩm không bị trầy, xước làm hỏng lớp bảo vệ chống ôxi hoá (sơn hoặc mạ kẽm), không bị co kéo tạo ra những nếp nhăn và những biến dạng không đồng đều trên

bề mặt

- Sản phẩm tôn cán phải có giá thành thấp nhất để cạnh tranh

- Phải đảm bảo các yêu cầu sử dụng, có tính thẩm mỹ cao

Hình 2.7 biên dạng sóng tôn

2.2.2.3 Dựng hình tạo sóng tole

Việc chọn sóng tole đầu tiên để uốn là sóng giữa vì nó có những đặc điểm sau:

+ Tránh hiện tượng tole uốn bị chéo đi một góc

+ Kim loại biến dạng đều hơn

+ Có khả năng cứng vững cao hơn khi uốn các sóng tiếp theo

1

2

3

2.2.2.4 Cơ sở tạo hình sóng tole

2.2.2.4.1 Thiết lập biên dạng sóng tôn

Quá trình uốn tole thực chất là quá trình cán uốn tole, nó không làm thay đổi chiều dày của tole tại mọi vị trí, tole phẳng sau khi qua máy uốn sẽ nhận được biên dạng theo yêu cầu, đặc biệt trong quá trình cán uốn thì lớp sơn, mạ bảo vệ ít bị phá hỏng tại bất kì vị trí nào và có khả năng giữ nguyên chức năng bảo vệ ban đầu

Đối với những nhà máy hoạt động với quy mô lớn thì sau khi tole uốn xong được đem đi xử lý chống ôxi hoá bề mặt bằng cách sơn phủ hay mạ kẽm bề mặt Nhưng phương pháp này không hiệu quả kinh tế lắm, nên hầu hết các tole uốn đều được sơn hoặc mạ kẽm trước khi uốn Xuất phát từ những yêu cầu như vậy cho nên yêu cầu các

lô uôn trên máy phải đảm bảo cho chất lượng tole cán là tốt nhất Trong cán uốn tole, sóng tole được hình thành giữa 2 con lăn uốn trong đó 1 con lăn đóng vai trò là chày

và con lăn đóng vai trò là cối, giữa chày và cối có chuyển động quay tương đối với nhau và phôi chuyển động tịnh tiến giữa 2 con lăn uốn

Hình 2.12 Lỗ hình tạo sóng tôn

1.Lô cán trên (Cối )

2 Phôi cán

3 Lô cán dưới ( chày)

2.2.2.4.2 Xác định số lần uốn tạo sóng tole

Từ biên dạng và kích thước của một sóng tole ta triển khai ra được chiều rộng của phôi cần cho một sóng tole như sau:

Hình 2.14 Sơ đồ uốn tạo sóng

d 1 : Đường kính chày khi uốn lần 1

D 1 :Đường kính cối khi uốn lần thứ 1

d 2 : Đường kính chày khi uốn lần 2

D 2 :Đường kính cối khi uốn lần thứ 2

Tương tự như vậy ta có quá trình uốn lần 3, 4 tạo biên dạng theo yêu cầu

8

Hình 2.15 Sơ đồ tính toán số lần uốn

Khi uốn tạo sóng qua các bước ta có nhận xét sau:

+ Chiều dài L không thay đổi trong suốt quá trình uốn nhưng x giảm a tăng

+ Ta đặt AB = a: Chiều cao của sóng tole

Mà L = 28.28 không đổi nên ta cho a tăng dần từ 1  20 ta lập được bảng sau:

Bảng 2.1 Kích thước biên dạng tole qua các lần uốn

a(mm) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

x(mm) 28.26 28.20 28.12 27.99 27.83 27.63 27.40 27.12 26.81 26.45 b(mm) 76.52 76.40 76.24 75.98 75.67 75.26 74.80 74.24 73.63 72.90

a(mm) 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20

x(mm) 26.05 25.60 25.11 24.57 23.97 23.31 22.59 21.81 20.90 20.00 b(mm) 72.10 71.20 70.22 69.14 67.94 66.62 65.18 63.62 61.80 60.00

+ Xác định kích thước biên dạng sóng tole dọc có hai giai đoạn cơ bản

Xác định biên dạng cho sóng tole đầu tiên, đối với sóng tole này khi tạo sóng nó chịu uốn cả hai phía Nên để tránh hiện tượng tole ở vị trí uốn ép bị uốn mỏng và bị biến dạng đột ngột gây rách, nứt Bên cạnh đó theo kinh nghiệm thực tế của các đơn vị chuyên sản xuất máy để ta chọn số lần tole phẳng đi qua các cặp lô uốn để tạo được một sóng tôn hoàn chỉnh có kích thước theo yêu cầu Do đó ta chọn số lần uốn tôn qua các cặp trục uốn là 4 lần tương ứng với kích thước của a lần lượt là 5, 10, 15, 20(mm) + Xác định kích thước biên dạng cho các sóng tole tiếp theo, khi uốn tạo các sóng tole này nó chỉ kéo tole về một phía và cũng được cán qua 4 cặp lô uốn như trên

xL

CA

B

Căn cứ vào các thông số của các nhà sản xuất máy uốn tôn (Công ty điện chiếu sáng

Đà Nẵng) Và theo kinh nghiệm thực tế để quá trình uốn tole không bị biến dạng đột ngột, bị rách nứt.Tole bị biến dạng không đồng đều, gây cong vênh và lớp bảo vệ không bị hư hỏng Nên ta chọn số lần sóng tole đi qua các cặp lô uốn để tạo sóng hoàn chỉnh là 4 và số liệu ta chọn như sau:

Bảng 2.2 Biên dạng sóng tole hoàn chỉnh qua 4 lần uốn

a (mm) 5 10 15 20

b (mm) 75.67 72.90 68.00 60.00

2.2.2.4.3 Xác định kích thước của con lăn uốn

Để xác định kích thước của các con lăn uốn thì ta phải lựa chọn đường kính danh nghĩa của các con lăn thông qua vận tốc của máy Vận tốc theo yêu cầu thiết kế

là 2030(m/phút), nên ta chọn vận tốc ra của sản phẩm là V = 25 (m/phút)

hay V = 0.42 (m/s) Nhưng vì đường kính của các con lăn trên trục uốn không bằng nhau, do đó khi tôn đi qua hai trục uốn sẽ có vận tốc khác với vận tốc dài của lô uốn Nên xuất hiện hiện tượng trượt tương đối giữa tole và lô uốn

Hình 2.16 Kích thước của một cặp lô uốn

1 Lô uốn trên (cối)

2 Phôi uốn

Nhờ có ma sát giữa tole và các con lăn uốn nên khi các con lăn uốn của trục dẫn động quay thì tôn chuyển động tịnh tiến đồng thời do có ma sát nên làm quay trục còn lại Vì các con lăn uốn có đường kính ở các điểm không băng nhau nên khi thiết kế hệ

D