Thiết kế máy uốn tole tạo sóng ngói

Thì tole kim loại có nhiều ưu điểm hơn, đặc biệt là loại tole sóng sóng vuông, sóng ngói , sản xuất theo công nghệ mới, cắt theo yêu cầu sử dụng và được thể hiện: - Kích thước gọn nhẹ.

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

Người hướng dẫn: PGS.TS NGUYỄN VĂN YẾN

Sinh viên thực hiện: NGUYỄN ĐÌNH HẢI

Đà Nẵng, 2017

LỜI NÓI ĐẦU

Đất nước đang trong thời kỳ công nghiệp hoá và hiện đại hoá vì thế ngành công nghiệp nói chung và ngành cơ khí nói riêng đóng vai trò quyết định Trong những năm gần đây nước ta tập trung đầu tư vào lĩnh vực cơ khí nên ngành cơ khí

đã có những bước phát triển rõ rệt

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 tole tạo sóng” là cần thiết

Sau một thời gian dài nghiên cứu, tìm hiểu và được sự giúp đỡ, gợi ý của các

thầy cô trong Khoa, sự tận tình hướng dẫn của thầy Nguyễn Văn Yến em đã thực

hiện và hoàn thành đề tài “ Thiết kế máy uốn tole tạo sóng ngói” Đây là một đề

tài tương đối phổ biến và có tính khả thi cao

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 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

MỤC LỤC

A – LÝ THUYẾT

CHƯƠNG 1 GIỚI THIỆU VỀ TẤM LỢP VÀ NHU CẦU SỬ DỤNG

1.1 Giới thiệu về tole sóng 5

1.1.1 Khái niệm 5

1.1.2 Phân loại 5

1.1.3 Các loại biên dạng tole thường gặp 6

1.1.4 Vật liệu chế tạo tole 6

1.2 Nhu cầu sử dụng 6

CHƯƠNG 2 LÝ THUYẾT QUÁ TRÌNH BIẾN DẠNG DẺO 2.1 Tổng quát 8

2.2 Trạng thái ứng suất và các phương trình dẻo 9

2.3 Biến dạng của kim loại ở trạng thái nguội 11

CHƯƠNG 3 LÝ THUYẾT QUÁ TRÌNH UỐN TẤM 3.1 Khái niệm 13

3.2 Giới thiệu quá trình uốn 13

3.3 Công thức tính lực uốn 15

3.4 Tính đàn hồi khi uốn 15

B – THIẾT KẾ TÍNH TOÁN CHƯƠNG 1 PHÂN TÍCH CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ 1.1 Thiết lập biên dạng sóng tole 18

1.1.1 Xác định số sóng và kích thước sóng 18

1.1.2 Cơ sở thiết kế tính toán biên dạng sóng tole 19

1.2 Các phương án thiết kế máy – Phân tích lựa chọn phương án 20

1.2.1 Phương án bố trí con lăn tạo sóng tole trên trục cán 21

1.2.2 Phương án truyền động chính cho dây truyền cán 22

1.2.3 Hộp phân lực 34

1.2.4 Chọn phương án truyền động cho hệ thống đầu dập 25

1.2.5 Phương án truyền động dao cắt 27

1.3 Xác định kích thước con lăn cán 28

1.3.2 Xác định kích thước con lăn thứ 2 biên dạng thấp xuống 30

1.3.3 Xác định con lăn cán của các sóng tiếp theo 31

CHƯƠNG 2 THIẾT LẬP SƠ ĐỒ ĐỘNG HỌC MÁY 2.1 Sơ đồ khối 32

2.2 Sơ đồ động của máy 33

2.3.Sơ đồ nguyên lý 34

2.4.Nguyên lí hoạt động 34

CHƯƠNG 3 TÍNH TOÁN ĐỘNG HỌC VÀ ĐỘNG LỰC HỌC TOÀN MÁY 3.1 Tính toán động học 36

3.1.1 Tính năng kỹ thuật của dây chuyền 36

3.1.2 Tính toán động học 36

3.2 Tính toán động lực học 36

3.2.1 Tính áp lực trục cán 36

3.2.2 Tính công suất động cơ 40

3.2.3 Tính lực dập cho hệ thống đầu dập 42

3.2.4 Tính lực cắt đứt tole 44

3.3 Tính toán thuỷ lực cho toàn bộ dây chuyền 45

3.3.1 Tính toán động cơ thủy lực 45

3.3.2 Tính toán xilanh truyền lực cho hệ thống đầu dập 47

3 3.3 Tính toán xilanh truyền lực cho hệ thống dao cắt 49

3 3.4 Tính toán thông số làm việc của bơm 49

3.4 Tính toán bộ truyền trục vít 49

3.4.1 Giới thiệu 50

3.4.2 Tính toán thiết kế 50

CHƯƠNG 4 CHỌN VÀ NGHIỆM BỀN MỘT SỐ CHI TIẾT VÀ CỤM CHI TIẾT 4.1 Thiết kế trục cán 56

4.1.1 Giới thiệu về trục cán 56

4.1.2 Trình tự thiết kế 57

4.2 Tính toán thiết kế trục vít 67

4.2.1 Chọn vật liệu 67

4.2.2 Tính toán sức bền trục 67

4.2.3 Tính chọn bộ phận gối đỡ 76

CHƯƠNG 5 THIẾT KẾ CHƯƠNG TRÌNH ĐIỀU KHIỂN PLC

5.1 Biểu đồ trạng thái máy 80

5.2 Sơ đồ nối dây của CPU 81

5.3 Chương trình PLC điều khiển máy 83

C – LẬP QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ GIA CÔNG CHI TIẾT 1.1 Phân tích các bề mặt gia công .84

1.2 Trình tự các nguyên công 84

D – LẮP ĐẶT,VẬN HÀNH,BẢO DƯỠNG DÂY CHUYỀN - Lắp đặt 126

- Vận hành 127

- Bảo dưỡng 128

KẾT LUẬN CHUNG 129

TÀI LIỆU THAM KHẢO 130

A – LÝ THUYẾT CHƯƠNG 1 : GIỚI THIỆU VỀ TẤM LỢP

VÀ NHU CẦU SỬ DỤNG

1 1 Giới thiệu về tole sóng

1.1.1 Khái niệm:

Trong cuộc sống hiện nay, nhu cầu về tấm lợp ngày càng cao Người ta sản xuất và sử dụng rộng rải, phổ biến nhất là tole kim loại Đó là những tấm kim loại được dát mỏng, thường sử dụng với chiều dày từ 0,25mm đến 0,5mm; với chiều rộng từ 0,92m đến 1,22m Tole sử dụng nhiều làm tấm lợp, che chắn

Hiện nay tole phẵng được sản xuất thành từng cuộn là chủ yếu, với khối lượng mổi cuộn khoảng 5 tấn, chiều dày và chiều rộng nhất định Các loại tole cuộn thường được nhập khẩu từ nước ngoài như: BHP-ÚC, NKK-NHẬT, ANMAO-ĐÀI LOAN, HÀN QUỐC Và đã có sẳn lớp bảo vệ oxi hóa thường gọi là tole mạ màu, tole mạ kẻm, tole lạnh Để tăng thêm độ cứng vững và thuận tiện khi sử dụng người

ta tạo sóng cho nó và vấn đề tạo sóng là vấn đề cần thiết cho sử dụng Việc tạo sóng tole cũng là bước công nghệ quan trọng và liên quan đến nhiều yếu tố

Tùy thuộc yêu cầu sử dụng mà người ta chọn biên dạng sóng mà tạo sóng thẳng hay sóng ngói Tole sóng thẳng có tole sóng vuông và sóng tròn, loại sóng tròn do trước đây sản xuất theo cỡ nên gây khó khăn trong việc sử dụng

So với các loại tấm lợp ở nước ta thường sử dụng như ngói, nhựa, mirô xi măng, giấy lợp Thì tole kim loại có nhiều ưu điểm hơn, đặc biệt là loại tole sóng ( sóng vuông, sóng ngói ), sản xuất theo công nghệ mới, cắt theo yêu cầu sử dụng và được thể hiện:

- Kích thước gọn nhẹ

- Ít hư hỏng, không thấm nước

- Kết cấu sàn lợp gọn, nhẹ, tiết kiệm được vật liệu (thanh xà bằng gỗ hay thép )

- Tuổi thọ cao

- Bức xạ nhiệt

- Chiều dài tole theo yêu cầu

Nhờ những ưu điểm trên, cùng với sự phát triển của nền kinh tế mà công nghệ chế tạo tole được đầu tư phát triển đáp ứng nhu cầu và việc sử dụng tole ngày càng rộng rải

1.1.2 Phân loại:

Việc phân loại tole có nhiều cách Có thể dựa vào thành phần vật liệu, công dụng sản phẩm, biên dạng tole, kích thước màu sắc Có thể phân loại sơ bộ như sau :

- Thành phần vật liệu có tole kẻm, tole nhôm, tole thép, tole mạ kẻm, mạ

nhôm

- Theo màu sắc

- Theo số sóng: 5 sóng , 7 sóng , 9 sóng

- Theo công dụng: Loại mái vòm, mái thẳng, tole lạnh

- Theo biên dạng: Tole sóng vuông, sóng tròn, sóng ngói

- Theo chiều dày: 0,3mm , 0,4mm, 0,45mm

1.1.3 Các loại biên dạng tole thường gặp

Vật liệu làm tole là những tấm thép các bon chất lượng trung bình ( b

thành hạ

Loại tole thép các bon kém bền trong môi trường không khí nước mưa .Để khắc phục hiện tượng trên người ta thường mạ kẻm, thiếc hoặc sơn màu sau khi đã thành tấm

Tole hợp kim thì bền nhưng giá thành cao

Tole nhôm nhẹ, dẻo, dể , uốn, bền trong không khí nhưng giá thành cao và hiệu lực kém

1.2 Nhu cầu sử dụng

Trước đây do nhu cầu chất lượng cuộc sống thấp, công nghệ chưa phát triển, vấn đề tấm lợp chưa được quan tâm Cùng với thời gian loại tấm lợp bằng tole được

Do vậy vấn đề sử dụng tấm lợp mà nhất là tole ngày càng nâng lên Nó đặt ra một

số yêu cầu mới về giá cả màu sắc và mẫu mã Đáp ứng yêu cầu đó các nhà sản suất

đã đầu tư nghiên cứu và ra được tole tấm phẳng quấn thành cuộn với nhiều màu sắc kích thước ngang cũng như độ dày của tole

Để tiện lợi đưa vào sử dụng người ta chế tạo ra máy uốn tạo sóng từ tole phẳng

và cắt chiều dài theo yêu cầu Hiện nay tole sóng được sản suất và bày bán rộng rãi trên thị trường với nhiều màu sắc và chủng loại đa dạng như tole chịu nhiệt, tole sóng vuông, tole sóng tròn, tole sóng ngói, tole mái vòm Tole sóng có nhiều cỡ sóng ,kích thước chiều ngang từ 0,92m đến 1,22m Nên việc lựa chọn loại tole để sử dụng rất dể dàng

Nhìn chung việc lựa, sử dụng loại sóng tole ( sóng vuông, sóng tròn hay sóng ngói ) nó còn tùy thuộc vào đặc điểm lối kiến trúc của công trình xây dựng Đa số hiện nay người ta sử dụng tole sóng thẳng (Sóng vuông , sóng tròn ) và nó phù hợp thẩm mỹ với nhà thông dụng và công nghiệp Cùng chủng loại tole nhưng tole sóng ngói có giá thành cao hơn một ít Tole sóng ngói dùng phù hợp với những nhà có kiến trúc hiện đại ( 4 mái, 6 mái ), biệt thự, hoặc các kiểu kiến trúc cổ mà về yêu cầu thẩm mỹ không thể thay bằng tole sóng thẳng được , nên nhu cầu sử dụng tole sóng ngói ít hơn Trong tương lai theo đà phát triển, nhu cầu về thẩm mỹ thì tole sóng ngói cũng có triển vọng cao Một đặc điểm nữa của tole sóng ngói là nó chỉ lợp một chiều nên khi sử dụng lợp các phần chéo thì phải bỏ một phần diện tích tole

Hình 1.2 : Tole sóng ngói

Hình 2.1 Biểu đồ kéo kim loại

- Biến dạng đàn hồi là biến dạng mất đi sau khi khử bỏ tải trọng Mặt phương trình thể xiết chặt nhất

- Lúc đầu khi tăng tải trọng độ biến dạng L tăng tỷ lệ bậc nhất với tải trọng Ứng với đoạn thẳng op trên biểu đồ

- Biến dạng dẻo là sự biến đổi kích thước sau khi khử bỏ tải trọng

Khi tải trọng vượt quá gía trị nhất định ( P) độ biến dạng L tăng lên theo tải trọng với tốc độ nhanh hơn Ở giai đoạn này biến dạng dẻo đi cùng với biến dạng đàn hồi

- Biến dạng phá hủy là sự đứt rời các phần tinh thể kim loại khi biến dạng (khi tải trọng vượt quá tải trọng cho phép ) Khi tải trọng đạt đến giá trị lớn nhất (điểm b ) trong khi kim loại xuất hiện vết nứt, tại đó ứng xuất tăng nhanh gây biến dạng tập trung, kích thước vết nứt tăng lên và cuối cùng phá hủy kim loại (điểm d) Đó chính

là giai đoạn phá hủy

Trong gia công kim loại bằng áp lực tác dụng lên kim loại biến dạng là các lực nén ,kéo ở các trạng thái khác nhau

2.2 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 2.2 : Trạng thái ứng suất

Ứng suất đường : max = 1/ 2 (2.1)

Ứng suất mặt : max = (1- 2 ) / 2 (2.2)

Ứng suất khối : max = (max - max ) / 2 (2.3)

Nếu 1 = 2 = 3 thì  =0 và không có biến dạng, ứng suất chính để kim loại biến dạng déo là biến dạng chảy ch

* Điều kiện biến dạng dẻo:

- Khi kim loại chịu ứng suất đường :

Các phương trình trên gọi là phương trình dẻo

Biến dạng dẻo chỉ bắt đầu sau biến dạng đàn hồi, thế năng của biến dạng đàn hồi:

( Trong biến dạng đàn hồi thể tích vật thể tăng lên, tỉ trọng giảm xuống )

Ah - Thế năng để thay đổi hình dáng vật thể

Trạng thái ứng suất khối, thế năng biến dạng đàn hồi theo định luật Hooke

Được xác định: A = ( 11 + 22 + 33 ) / 2 (2.8) Như vậy biến dạng tương đối theo định luật Hooke :

3 2 2 2

Trong đó :  - Hệ số Poisson tính đến vật liệu biến dạng

E - Mô dun đàn hồi của vật liệu

Thế năng để làm thay đổi thể tích bằng:

6

213

2

1         



E F

Đây gọi là phương trình năng lượng biến dạng dẻo

Khi các kim loại, biến dạng ngang không đáng kể, nên theo (2.9) ta có thể viết :

2 13 (2.16)

Trọng trượt tinh khi 1 = - 3 trên mặt nghiêng: Ứng suất pháp bằng 0

Ứng suất tiếp khi  = 450

k=0.580 Gọi là hằng số dẻo

Ở trạng thái ứng suất khối phương trình dẻo có thể viết :

0 0

3 1

.15.13

22

2.3 Biến dạng dẻo của kim loại trong trạng thái nguội

Thực nghiệm 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 rõ ràng nếu biến dạng vượt quá 80% thì kim loại hầu như mất hết tính dẻo

Hình 2.3 Mối quan hệ giữa tính chất cơ học và độ biến dạng

Trong quá trình uốn, kim loại phía trong góc uốn bị nắn và co ngắn ở hướng dọc, bị kéo ở hướng ngang Các lớp kim loại ở phía ngoài chịu kéo và gỉan dài ở hướng dọc, bị nén ở hướng ngang Giữa các lớp co ngắn và giãn dài là lớp trung hòa

Khi uốn những dải hẹp xảy ra hiện tượng giảm chiều dày, chỗ uốn sai lệch hình dạng tiết diện ngang, lớp trung hòa bị lệch về phía bán kính nhỏ

Khi uốn tấm dải rộng cũng xảy ra hiện tượng biến mỏng vật liệu nhưng không

có sai lệch tiết diện ngang Vì trở kháng của vật liệu có chiều rộng lớn sẽ chống lại

sự biến dạng theo hướng ngang

Trong trường hợp uốn phôi rộng thì biến dạng của nó có thể được xem như biến dạng trượt Khi uốn phôi với bán kích góc lượng nhỏ thì mức độ biến dạng dẻo lớn

và ngược lại

a) Trước khi uốn

b) Sauk hi uốn

Hình 3.1 Quá trình uốn vật liệu

 Xác định chiều dài phôi uốn:

- Xác định vị trí lớp trung hòa, chiều dài lớp trung hòa ở vùng biến dạng

- Chia kết cấu của chi tiết, sản phẩm thành những đoạn thẳng và đoạn cong đơn giản

- Cộng chiều dài các đoạn lại: Chiều dài các đoạn thẳng theo bản vẽ chi tiết, còn phần cong được tính theo chiều dài lớp trung hòa

Chiều dài phôi được xác địnhk theo công thức:

L l rx.s

180.0



(3.1) Trong đó :

0

s x r

rtrong nếu quá nhỏ sẽ làm đứt vật liệu ở tiết diện uốn, nếu quá lớn vật uốn sẽ

- Bán kính uốn lớn nhất : rmax .

2.

s T





 (3.2)

rngoài >= r trong + s

E = 2,15.105 (N/mm2): Modun đàn hồi của vật liệu

S : Chiều dày vật uốn

T : Giới hạn chảy của vật liệu

- Bán kính uốn nhỏ nhất :

1 1

s r



  (3.3)

Theo thực nghiệm có : r min = k.s

k: Hệ số phụ thuộc vào góc uốn 

: Độ giản dài tương đối của vật liệu ( %)

n s B

l

n s

phụ thuộc vào tỉ số l/s

B1 : Chiều rộng của dải tấm

S : Chiều dày vật uốn

N : Hệ số đặc trưng của ảnh hưởng của biến cứng : n = 1,6 - 1,8

b : giới hạn bền của vật liệu

l : Khoảng cách giửa các điểm tựa

Lực uốn góc tinh chỉnh tính theo công thức:

P = q.F ( N ) (3.5)

q : Áp lực tinh chỉnh ( là phẳng ) chọn theo bảng

F : Diện tích phôi được tinh chỉnh

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

',

1 3

r r

(3.6) Trong đó : r’: Bán kính sản phẩm( sau khi đàn hồi)

S E

r

C

,

 : Hệ số uốn

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

)1).(

180(

, 0

Hình 3.2 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

0: Góc của vật uốn khi chưa thôi lực uốn (độ) Góc đàn hồi  khi uốn góc 900

Để thiết lập sơ đồ động của máy , ta dựa vào h bố trí những con lăn hình sóng tole, số lượng các cặp trục , hệ thống truyền động

CHƯƠNG 1 : PHÂN TÍCH CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ

1.1 - Thiết lập biên dạng sóng tole

1.1.1 Xác định số sóng và kích thước sóng

Các dạng sóng tole ngói thường gặp như sau :

Hình 1.1 Các dạng tole sóng ngói

Việc lựa chọn số sóng tole phụ thuộc vào nhiều yếu tố: chiều rộng phôi tấm , hình dáng kích thước sóng tole, chiều rộng tole sau khi uốn và nhu cầu sử dụng của mọi người Hiện nay các loại tấm đang được sử dụng để uốn tole có chiều rộng : 1200mm, 1070mm, 1000mm, 914mm, 940mm Chiều dày thường từ 0,25 đến 0,5mm Với sóng ngói nhu cầu sử dụng không như sóng vuông Và phổ biến nhất

sử dụng loại 5 sóng với diện tích lợp hữu dụng là 750 mm và chiều rộng khi chưa tạo sóng của nó là 914mm

Các dạng sóng tole trên được sử dụng phổ biến như nhau Muốn tạo thành hình sóng ngói , thì trước tiên qua liên tục các lô uốn tạo nên sóng dọc sau đó dùng đầu dập tạo bậc ngói , các bậc có đọ cao thường lớn hơn 10mm Các bước ngói có thể điều chỉnh được,theo yêu cầu thẩm mỹ Sau tạo biên dạng sóng dọc thì đầu dập thực hiện hành trình dập theo yêu cầu kích thước bước ngói

1.1.2 Cơ sở tính toán thiết kế biên dạng sóng tole

Cần tìm ra qui luật và tuần tự tính toán thích hợp cho toàn bộ các biên dạng.Bắt đầu từ việc xác định các thông số của biến dạng sóng tole.Tiến hành phân tích hai biên dạng sau:

+Biến dạng nhô cao

Sau các lần uốn ta được chiều cao a1 theo yêu cầu, bán kính cong R không đổi ,

và tương ứng với chiều dài l1 (dây cung l1)

Từ hình vẽ, xét quan hệ giữa các thông số ta thấy như sau:

1.2 - Các phương án thiết kế máy –Phân tích lựa chọn phương án

Có nhiều phương án thiết kế máy khác nhau Nhưng tùy thuộc vào cách truyền động , sự phân bố biên dạng trên trục uốn Khi uốn sóng tole gợn sóng này , hệ con lăn uốn của các sóng gần nhau phải liên tục Để đơn giản ta chỉ biểu diển các con lăn của các sóng cơ bản còn các sóng trung gian và con lăn trung gian thì ngầm hiểu

a 2

l 2

R118

1.2.1.Phương án bố trí con lăn tạo sóng tole trên truc uốn

Số lượng trục uốn phụ thuộc vào cách bố trí con lăn tạo sóng trên trục uốn Dựa vào thứtự sóng tole cần uốn ta đưa ra các phương án bố trí con lăn uốn trên trục và

số trục uốn sau

1.2.1.1 Phương án 1 :

22

4' 5'3' 4' 5'

3'4

54

Trong 3 phương án trên, trong quá trình thiết kế dây chuyền uốn tole sóng này ta chỉ

được chọn 1 phương án Quá trình tìm hiểu và nghiên cứu nhiều nơi, thêm vào đó là

sự tiện lợi , thích hợp của phương án Nên ta chọn phương án 3 là phương án bố trí

các con lăn uốn sóng dọc Với số lượng cặp trục uốn ít nên hạn chế được chiều dài

của máy Lực tác động lên hai ổ đều , sản phẩm không bị co rút từ hai phía

Trong phương án này ta bố thêm vào đầu dây chuyền uốn một cặp trục mà trên

cặp trục này không bố trí con lăn nhằm để đưa phôi vào dể dàng và làm cho phôi

phẵng trước khi đưa vào trục uốn Trên cặp trục này ta chọn đường kính bằng

đường kính danh nghĩa của các con lăn uốn

1.2.2 Chọn phương án truyền động chính cho dây chuyền uốn

Có hai phương án truyền động cho dây chuyền :

- Phương án truyền động bằng cơ khí

Hình 1.2 Phương án truyền động bằng dầu ép

1 Động cơ 2 Bơm dầu 3 Động cơ dầu

4 Van điều chỉnh 5 Hộp phân lực 6 Hệ trục con lăn

Những ưu nhược điểm của phương án truyền động bằng thủy lực:

 Ưu điểm :

- Có khả năng thực hiện chuyển động vô cấp cho chuyển động chính, cũng như các chuyển động phụ để đảm bảo cho số vòng quay cho cơ cấu chấp hành

- Kích thước gọn nhẹ, trọng lượng và momen quán tính nhỏ

- Dể đảo chiều Chống quá tải

- Mức độ an toàn cao

- Dễ dàng trong việc điều khiển tự động

- Tiện lợi cho việc bố trí các cơ cấu phụ

5

Hình 1.3 Phương án truyền động bằng cơ khí

1 Động cơ điện 4 Hộp phân lực

2 Khớp nối 5 Hệ trục con lăn

3 Hộp giảm tốc

 Nhược điểm :

- Khó khăn trong việc điều khiển tự động, đảo chiều chuyển động, chống quá tải

- Mức độ an toàn thấp

- Điều kiện bôi trơn

- Bộ truyền gây ồn ào khi làm vi

- Kích thước trọng lượng lớn và cồng kềnh

Hình 1.5 Phương án truyền động bằng xích

1- Động cơ dầu 2 – Đĩa xích 3 – Bánh xích

 Đặc điểm :

- Kích thước nhỏ gọn

2 3

Với các phương án trên đây, từ các ưu nhược điểm của nó Dựa vào nhiệm vụ

thiết kế và mức độ ngày càng tự động hóa như hiện nay, để đạt được hiệu quả kinh

tế cao và điều khiển dể dàng Ta chọn phương án truyền động bằng thủy lực Yêu cầu đặt ra khi thiết kế là tạo nên sóng ngói, nên cần phải có độ chính xác cao để tole khi lợp không bị cong, vênh, vòm Do đó cần độ chính xác trong truyền động và tính tự hảm của bộ truyền Nên chọn phương án cho hợp phần lực và bánh vít, trục vít

1.2.4 Chọn phương án truyền động cho hệ thống đầu dập tạo sóng ngang:

Đầu dập tạo sóng ngang cần lực dập tương đối và sao cho tole qua uốn tạo sóng dọc biến dạng từ từ không tạo ứng suất làm mỏng tole tại nơi dập Có các phương

án truyền động tạo lực dập sau :

1.2.4.1 Phương án tạo lực dập bằng vít me - bánh răng côn:

* Sơ đồ nguyên lý :

6

7 8 9 10

Hình 1.6 Phương án tạo lực dập bằng vít me-bánh răng côn

1 Động cơ 2 Đai truyền 3-4 Bánh răng nón

5 Phanh 6 Trục vít 7 Đai ốc

8 Đầu dập 9 Bàn dập 10 Dẫn hướng

* Nguyên lý hoạt động:

- Động cơ (1) thông qua truyền đai (2), cặp bánh răng nón (3),(4) làm trục vít quay dẫn động đầu dập (8) thực hiện hành trình dập; hành trình lùi (đi lên ) của đầu dập thực hiện khi động cơ đảo chiều

* Những ưu nhược điểm :

- Thời gian thao tác lâu

1.2.4.2 Phương án tạo lực dập bằng Piston-xilanh thủy lực:

* Sơ đồ nguyên lý :

1 2

3

4

5

6

Hình 1.7 Phương án tạo lực dập bằng Piston-xilanh thủy lực

1 Xi lanh 2 Pistoleg 3 Bàn trượt

4 Đầu dập 5 Bàn dập 6 Van điều chỉnh

* Nguyên lý hoạt động : Hành trình dập được thực hiện khi dầu ép qua hệ van (6) vào buồng trên của xi lanh (2) Đẩy Pits ton (1) mang đầu dập (4) thực hiện quá

vào, đưa dầu vào buồng dưới xi lanh (2) và đẩy pits ton (1) đi lên

* Những ưu nhược điểm của phương án này:

- Các bộ phận chi tiết đòi hỏi chế tạo chính xác

1.2.4.3 Phương án tạo lực dập bằng thanh răng bánh răng :

* Sơ đồ nguyên lý :

1

2

3

4

Hình 1.8 Phương án tạo lực dập bằng thanh răng bánh răng

1 Thanh răng 2 Bánh răng

dập bằng pis ton xi lanh thủy lực

1.2.5 Chọn phương án truyền động tạo lực cắt

Độ dày của tole sóng luôn nhỏ hơn 1mm Chiều ngang tole cần cắt lớn hơn 750

mm Do vậy hành trình của dao không lớn lắm, chọn dao cắt có lưỡi dao dưới nằm ngang, lưỡi dao trên nghiêng với lưởi dao dưới một góc 2 đến 6 độ, lúc đó lực cắt giảm đi đáng kể so với hai lưỡi cắt song song nhau Tole mỏng nên không sợ bị cong vênh

Cũng giống như đầu dập, quá trình làm việc của dao cũng có hành trình như vậy nhưng với chu kỳ cắt thấp hơn so với đầu dập Do vậy để thuận lợi cho việc điều khiển tự động, bố trí kết cấu và tận dụng những ưu điểm của phương án truyền động bằng piston xi lanh, ta cũng chọn hệ thống piston - xi lanh cho dao cắt

1.3 Xác định kích thước con lăn uốn

Muốn xác định kích thước của con lăn uốn ta phải lựa chọn đường kính danh nghĩa của các con lăn thông qua vận tốc của sản phẩm khi đi qua dây chuyền Chọn vận tốc sản phẩm là V = 0,25m/s

Các con lăn trên trục uốn có đường kính không giống nhau và nó theo biên dạng uốn nên có thể đường kính nhỏ và lớn Do vậy khi sản phẩm uốn đi qua hai trục uốn sẽ có phần vận tốc của tole khác đi vận tốc dài của con lăn uốn, khi đó sẽ xuât hiện hiện tượng trượt tương đối giữa tole và con lăn uốn

Hình 1.10 Con lăn uốn

Từ hình vẽ ta thấy biên dạng tole được uốn theo hình có sẵn trên con lăn Nhờ

ma sát giữa tole và các con lăn, nên khi con lăn ở trục dẫn động quay, tole được chuyển động tịnh tiến đồng thời cũng dẫn động làm quay trục uốn trên

Khi thiết kế hệ thống con lăn của cặp trục uốn, chú ý đảm bảo cho nó có vận tốc dài bằng nhau tại một số vị trí và không cho chúng làm giãn tole theo chiều dọc, tránh bị vòm Vận tốc tại đó sẽ là vận tốc tole để thiết kế máy Ta chọn ở vị trí này làm vận tốc trung bình của con lăn

Máy uốn tole là máy uốn hình loại nhẹ, uốn tấm dải chiều dày < 1mm nên ta chọn đường kính danh nghĩa của các con lăn D = 150mm, d= 150mm Tính toán cho chiều dày tole uốn là 0,5mm Để tole ra khỏi hai trục uốn phẳng thì số vòng quay của hai trục phải khác nhau

Chọn đường kính trục đỡ con lăn là =70mm

Đường kính cổ trục để lắp ổ đỡ là cổ = 50mm

1.3.1 Xác định kích thước con lăn uốn sóng tole đầu tiên nhô cao

Hình 1.11 Con lăn uốn nhô cao

Chọn chiều rộng của con lăn trên: B1 =120mm

Đường kính danh nghĩa: D=150mm , d=150mm

đó lắp ghép lại với nhau thành thành một lô uốn hoàn chỉnh thông qua trục chung

= 70mm và lắp giữ bằng then từng cụm riêng

1.3.2 Xác định kích thước của con lăn thứ 2 biên dạng thấp xuống

Hình 1.12 Con lăn uốn biên dạng thấp xuống

Chọn chiều rộng của con lăn trên: B3 = 150mm

Tương tự như loại sóng biên dạng trên Ta cũng chế tạo thành từng phần sau đó lắp vào bằng then

1.3.3 Xác định kích thước con lăn uốn của các sóng tiếp theo

Tương tự như hai loại sóng trên Các loại sóng sau này cùng kích thước tương

tự theo mỗi loại và được bố trí về hai phía đối xứng nhau

Hình 1.13 Con lăn uốn chung

1 Bể chứa dầu 10 Piston-xilanh dập

2 Lọc dầu 11 Piston-xilanh cắt

3 Van cản 12 Van tiết lưu

4 Van tràn 13 Van solenoil

5 Bơm dầu 14 Piston-xilanh cắt phẳng

6 Động cơ điện 15 Động cơ dầu

7 Đồng hồ đo áp 16 Máng dẫn phôi

8 Dao cắt 17 Con lăn trên

9 Đầu dập tạo sóng 18 Con lăn dưới

2.3 Sơ đồ nguyên lý

Để tạo hình dáng sóng cho tole theo yêu cầu thì ta có nhiều cách bố trí sơ đồ máy để uốn Nhưng tùy theo trường hợp cụ thể mà ta có các hình thức bố trí khác nhau sao cho hợp lý nhất, kinh tế nhất, chất lượng sản phẩm là tốt nhất Dựa theo các máy sẵn có ngoài thị trường hiện nay thì ta có sơ đồ bố trí máy như sau:

Hình 2.2: Sơ đồ nguyên lý máy uốn tole tạo sóng ngói

1 Phôi cuộn 5 Đầu dập

2 Máng dẫn phôi 6 Dao cắt hình

8

con lăn uốn thì tole đã được tạo sóng tròn theo yêu cầu Sau đó tole sẽ được đầu dập

5 tạo sóng ngói, quá trình dập tạo sóng ngói chỉ thực hiện khi các lô uốn dừng chuyển động Dao cắt hình 6 chỉ cắt khi chiều dài tole đạt đúng 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 máng chứa sản phẩm 7, cuối cùng dao cắt phẳng cắt rời tole ra khỏi cuộn phôi kết thúc một quá trình hoạt động của máy

CHƯƠNG 3 : THIẾT KẾ -TÍNH TOÁN ĐỘNG HỌC VÀ ĐỘNG LỰC HỌC TOÀN MÁY

3.1 – Tính toán động học

3.1.1 Tính năng kỹ thuật của dây chuyền:

Để có được biên dạng sóng tole thì trục uốn mang các con lăn uốn của các dây chuyền uốn phải có biên dạng như sóng tole Khi trục uốn quay tạo sóng thì vận tốc dài của các vị trí trên con lăn uốn sẽ khác nhau Vì đường kính tại các vị trí

đó khác nhau, để tole ra khỏi dây chuyền uốn có vận tốc như đã chọn ( V= 0,25 m/s ), thì về cơ bản vận tốc điểm tại một vị trí quan trọng chịu áp lực lớn phải bằng vận tốc đó Còn các vị trí còn lại sẽ xuất hiện, hiện tượng trượt tương đối giữa tole và con lăn uốn

Chỉ truyền công xuất cho một trục trong một cặp trục uốn của dây chuyền Còn trục uốn kia sẽ tự do; nhờ áp lực của tole tác dụng lên sinh ra ma sát tạo mô men quay trục

Dây chuyền uốn là loại uốn hình loại nhẹ, để đơn giản ta truyền công xuất cho

11 cặp ( dây chuyền có 21 cặp trục ) Do vậy công suất chung của toàn bộ dây chuyền dược tính quy về công suất của 11 bộ truyền bánh vít , trục vít

Biên dạng sóng tole được tạo nhờ vào 2 con lăn uốn Việc thiết kế chế tạo các con lăn uốn chia làm 8 loại cho 2 biên dạng và có độ sâu theo số lần uốn tạo sóng

Để thuận lợi ta chọn các trục dưới là trục dẫn do vậy các trục dưới có cùng số vòng quay Do đó thuận lợi cho việc chọn tỷ số truyền và thiết kế các bộ truyền trục vít - bánh vít Các con lăn uốn được lắp then trên các trục (chế tạo trục và con lăn riêng )

30

83 , 31 14 , 3

P =

l

n S

B 2b

(3.3) Trong đó : B - Chiều rộng vật uốn

S - Chiều dày của phôi tấm Chiều dày nhất của tole là: S=0,5(mm)

b - Giới hạn bền của vật liệu làm phôi tấm: b  400 (N/mm2)

n - Hệ số đặc trưng ảnh hưởng của biến dạng cứng n=1,8

l - Khoảng cách giửa các điểm tựa

Chiều rộng vật uốn B được tính như sau :

Lực uốn không lớn lắm, nên để xác định momen và công suất quay trục, cần phải

tính đến trọng lượng của con lăn uốn

Áp lực tác dụng lên cổ trục uốn: R ( N )

Trục uốn trên: R = Q (N) (không tính đến áp lực kim loại )

Trục uốn dưới: R = Q + p1 ( N ) (3.6)

Ta đặt ký hiệu từ I , II , , XXI cho trục dẫn ( Trục dưới ) và từ I’, II’, , XXI’

cho trục trên Trong quá trình uốn giữa hai trục thì chỉ có một trục tạo lực uốn uốn

sóng tole Momen cần thiết để quay trục được tính:

P1 : Áp lực kim loại tác dụng lên trục

f : Hệ số ma sát chọn f = 0,5

D : Đường kính con lăn

(3.10)

P1: Áp lực kim loại tác dụng lên trục

t : Hệ số tay đòn khi uốn hình đơn giản