Khóa luận tốt nghiệp thiết kế, chế tạo mô hình máy uốn Đai sắt trong xây dựng

Máy bẻ đai sắt xây dựng là một thiết bị được sử dụng để uốn cong, bẻ và cắt đai sắt trong các công việc xây dựng.. Các vấn dé hiện tại về mô hình máy uốn đai sắt: Hiện nay, các mô hình m

BO GIAO DUC VA DAO TAO

TRUONG DAI HOC NONG LAM THANH PHO HO CHi MINH

KHOA LUAN TOT NGHIEP

THIET KE, CHE TAO MO HINH MAY UON DAI SAT TRONG XAY DUNG

Sinh viên thực hiện: LÊ TIỀN LỢI

ĐỒ QUANG THÀNH Nganh: KY THUAT DIEU KHIEN VA TU DONG HOA Nién khéa: 2019 - 2023

Tháng 06 năm 2023

BO GIAO DUC VA DAO TAO

TRUONG DAI HOC NONG LAM THANH PHO HO CHi MINH

KHOA LUAN TOT NGHIEP

THIET KE, CHE TAO MO HINH MAY UON DAI SAT TRONG XAY DUNG

Sinh viên thực hiện: LÊ TIỀN LỢI

ĐỒ QUANG THÀNH Nganh: KY THUAT DIEU KHIEN VA TU DONG HOA Nién khéa: 2019 - 2023

Tháng 06 năm 2023

THIET KE, CHE TAO MO HINH MAY

UON DAI SAT TRONG XAY DUNG

Kỹ thuật Điều khiển và Tự động hóa

Giáo viên hướng dan:

Tháng 06 năm 2023

i

LOI CAM ON

Đề hoàn thành đồ án tốt nghiệp này, lời đầu tiên chúng em xin cảm ơn chân thành

đến Ban Giám Hiệu, tất cả quý thầy cô ở Trường Đại Học Nông Lâm Thành phó Hỗ Chí

Minh cùng Chủ Nhiệm Khoa, các quý thầy cô trong Khoa Cơ Khí Công Nghệ, bộ môn

Kỹ Thuật Điều Khiên Và Tự Động Hóa nói riêng, những người đã tận tình hướng dẫn,

dạy dỗ và trang bị cho chúng em những kiến thức bô ích trong những năm vừa qua Chúng em cũng muốn bày tỏ lòng biết ơn đến Hội đồng đã dành thời gian và công sức để đọc và đánh giá khóa luận của chúng em Sự đánh giá của quý thầy/cô đóng vai trò rất quan trọng trong việc định hình và cải thiện chất lượng khóa luận này Chúng em biết răng quý thây/cô đã có những đóng góp xây dựng đề chúng em có thể hoàn thiện công trình này một cách tốt nhất

Chúng em xin gửi lời cảm ơn chân thành tới g1a đình, bạn bè đã động viên, cô vũ

và đóng góp ý kiến trong quá trình học tập, nghiên cứu cũng như quá trình làm đồ án tốt nghiệp

Cuối cùng, chúng em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến Thày/Cô và Ban giám khảo đã trao cho chúng em cơ hội này để thể hiện kiến thức và kỹ năng của mình trong lĩnh vực Kỹ sư Chúng em sẽ tiếp tục nỗ lực và học hỏi đề trở thành một Kỹ sư tài năng

TOM TAT

Đề tài nghiên cứu “Thiết kế, chế tạo mô hình máy uốn đai sắt trong xây dựng”

được thực hiện tại Trường Đại Học Nông Lâm Thành Phố Hồ Chí Minh, thời gian từ

tháng 12/2022 đến tháng 6 năm 2023

Máy bẻ đai sắt xây dựng là một thiết bị được sử dụng để uốn cong, bẻ và cắt đai sắt trong các công việc xây dựng Đây là một công cụ quan trọng trong việc xử lý và định hình các thành phần bê tông cốt thép như cột, dam, mong

Báo cáo này trình bày về đồ án máy uốn đai sắt trong ngành xây dựng Mục tiêu của đồ án là thiết kế và phát triển một máy uốn đai sắt hiệu quả và chính xác, tăng cường năng suất và giảm công sức lao động

Qua việc nghiên cứu tìm hiểu, chúng em đã xem xét các công nghệ và tiến bộ hiện

có trong lĩnh vực máy uốn đai sắt Chúng em cũng đã phân tích yêu cầu kỹ thuật và thiết

kế máy, bao gồm lựa chọn vật liệu và tính toán kỹ thuật

Sau quá trình triển khai, máy uốn đai sắt đã được xây dựng, lắp ráp và kiêm tra Kết quả cho thấy máy hoạt động hiệu quả, đáp ứng các yêu cầu về độ chính xác, hiệu suất và độ tin cậy So với các phương pháp truyền thông, máy uốn đai sắt đạt được hiệu quả cao và tiết kiệm thời gian

Mặc dù có những tính toán, thiết kế kỹ lưỡng, nhưng những đòi hỏi về vật liệu cần

cho máy thiết kế lớn giá thành cao máy uốn đai sắt chỉ dừng lại trên cơ sở mô hình

Tóm lại, đồ án này đã thành công trong việc thiết kế và phát triên mô hình máy

uốn đai sắt trong ngành xây dựng Kết quả và phân tích cho thấy máy có tiềm năng và ứng dụng rộng rãi trong việc tăng cường hiệu suất và giảm công sức lao động trong quá trình xây dựng

11

MUC LUC TOM TAT

1.3 Mục tiêu nghiên cứu

1.4 Nhiệm vụ của đề tài

2.1.2 Công dụng và ứng dụng của máy uốn đai sắt

2.1.3 Nguyên lý hoạt động của máy uốn đai sắt

2.2 Các máy uốn đai sắt phố biến hiện nay

2.2.1 Máy uốn đai sắt cằm tay

2.2.2 Máy uốn đai sắt tự động

2.2.3 Máy uốn đai sắt CNC

2.3 Các thiết bị sử dụng

Hi

iv viii

ix xii

PHƯƠNG PHÁP VÀ PHƯƠNG TIỆN NGHIÊN CỨU

3.1 Đối tượng và thiết bị nghiên cứu

3.1.1 Đối tượng nghiên cứu

3.1.2 Thiết bị nghiên cứu

3.2 Phương pháp nghiên cứu

4.1.1 Thiét ké phan co khi

4.1.1.1 Thiết kế tong thé may

4.1.1.2 - Mô tả các thành phần chính và chức năng

4.1.2 Thiết kế phần điều khiển

4.1.2.1 Sơ đồ khối mạch điều khiển

4.1.2.2 Sơ đồ mạch điều khién PLC $7 1200

4.1.2.3 Sơ đồ kết nối van 5/2 va xi lanh

4.1.3 Lưu đồ giải thuật

4.1.3.1 Lưu đồ giải thuật chế độ tự động

4.1.3.2 Lưu đồ giải thuật chế độ băng tay

4.2 Kết quả

4.2.1 Mô hình máy uốn đai sắt trong xây dựng

4.2.2 Tủ điện điều khiển

4.3.2 Khảo nghiệm độ chính xác

4.3.2.1 Bảng khảo nghiệm hình vuông

4.3.2.2 Bảng khảo nghiệm hình tam giác

4.3.2.3 Bảng khảo nghiệm hình neti giac

4.3.2.4 Bảng khảo nghiệm hình lục giác

4.3.2.5 Bảng khảo nghiệm hình bát giác

4.3.3 Hiệu suất của máy

DANH SACH CHU VIET TAT

PLC: Programmable Logic Controller

DANH SACH HINH ANH

May uốn đai sắt cầm tay

Máy uốn đai sắt tự động

Máy uốn đai sắt CNC

PLC Siemens S7-1200

Két noi gitta PG va CPU cua $7-1200

Kết nối giữa Basic Panel và CPU của S7-1200

Kết nối một số thiết bị qua bộ chuyên mach Ethernet CSM 1277

Sơ đồ mạch điều khiển PLC S7 1200

Sơ đồ kết nối drive TB6600 và động cơ step kéo

Sơ đồ kết nối drive TB6600 và động cơ step uốn

Sơ đồ kết nối van 5/2 và xi lanh

Lưu đồ giải thuật chế độ tự động

Lưu đỗ giải thuật chế độ băng tay

Hinh 4.30: San pham hình ngũ giác

Cài đặt vi bước driver TB6600

Khảo nghiệm độ chính xác hình vuông

Khảo nghiệm độ chính xác hình tam giác

Khảo nghiệm độ chính xác hình ngũ giác

Khảo nghiệm độ chính xác hình lục giác

Khảo nghiệm độ chính xác hình bát giác

Khảo nghiệm hiệu suât của máy

dé tăng cường hiệu suất và đáp ứng nhu cầu trong ngành xây dựng

Tầm quan trọng của mô hình máy uốn đai sắt: Máy uốn đai sắt có vai trò quan trọng trong quá trình sản xuất đai sắt Một mô hình máy uốn đai sắt tốt sẽ giúp tăng cường khả năng sản xuất, cải thiện chất lượng uốn và giảm thời gian hoàn thành Tuy nhiên, việc phát triên một mô hình máy uốn đai sắt hiệu quả đòi hỏi sự kết hợp giữa các

yếu tố kỹ thuật, kinh tế và công nghệ, và đây là một thách thức đối với các nhà sản xuất

và nhà thầu trong ngành xây dựng

Các vấn dé hiện tại về mô hình máy uốn đai sắt: Hiện nay, các mô hình máy uốn đai sắt truyền thống gặp phải nhiều hạn chế, bao gồm tốn nhiều lao động, độ chính xác không cao, độ ôn định kém và khả năng đáp ứng nhu cầu thị trường hạn chế Do đó, cần

có sự nâng cấp và phát triển các mô hình máy uốn đai sắt mới để đáp ứng các yêu câu

kỹ thuật và kinh tế trong ngành xây dựng

1.2 Lý do chọn đề tài

Tính chat lao động cồng kẻnh: Việc uốn đai sắt truyền thống bằng tay yêu cầu công

nhân phải thực hiện nhiều động tác lặp di lặp lại, đòi hỏi sức lực và đề cao kỹ năng công

nhân Điều này gây ra sự mệt mỏi và nguy cơ chấn thương lao động Sử dụng máy uốn đai sắt có thê giảm thiểu công sức lao động và nâng cao sự an toàn cho công nhân Nhu cầu tăng cường năng suất: Trong ngành xây dựng, nhu cầu về sản xuất các chỉ tiết bê tông cốt thép ngày càng tăng cao Việc sử dụng máy uốn đai sắt giúp tăng

cường năng suất làm việc, giảm thời gian hoàn thành các công đoạn uốn và định hình,

đồng thời tạo ra các chỉ tiết với độ chính xác cao

Cải thiện chất lượng sản phẩm: Máy uốn đai sắt giúp đảm bảo tính đồng nhất và đáng tin cậy của các chỉ tiết uốn sắt Sự chính xác và đồng nhất này là quan trong dé đảm bảo chất lượng và sự phù hợp của các chi tiết bê tông cốt thép, từ cột, dầm đến móng và các cơ cầu khác

1.3 Mục tiêu nghiên cứu

Với đề tài “Thiết kế, chế tạo mô hình máy uốn đai sắt trong xây dựng” em nghiên cứu thực hiện với các mục đích sau:

Thiết kế và phát triển máy uốn đai sắt hiệu quả: Mục tiêu của đỗ án là nghiên cứu, thiết kế và phát triển một máy uốn đai sắt hiệu quá, có khả năng đáp ứng nhu cầu sản xuất trong ngành xây dựng Máy uốn dai sắt cần được thiết kế sao cho đáp ứng các yêu cầu kỹ thuật, đảm bảo tính chính xác, độ bền và khả năng hoạt động liên tục Tăng cường năng suất và giảm công sức lao động: Nâng cao năng suất làm việc bằng cách tối ưu hóa quá trình uốn sắt và giảm công sức lao động yêu câu, đáp ứng được nhu cầu thị trường trong một thời gian ngắn hơn so với phương pháp truyền thống

1.4 Nhiệm vụ của đề tài

- Phương pháp tham khảo tài liệu: Tài liệu về điều khiên tự động, tài liệu về công

nghệ uốn đai sắt, tài liệu về thiết kế mô phỏng, tài liệu về lập trình điều khiển PLC S7

1200, điều khiển HMI tài liệu về động cơ bước, driver điều khiến, các máy uốn đai sắt nước ngoài

- Tham khảo một số tài liệu về thiết kế máy uốn đai sắt có trên thị trường

-_ Tham khảo các tài liệu về thiết kế bộ điều khiển cho máy uốn đai sắt

- _ Tìm hiểu về nguyên lý hoạt động của máy uốn đai sắt

-_ Hoàn thiện thiết kế, chế tạo phần cơ khi, phần điều khiến

- Chay thử nghiệm, ghi nhận kết quả, so sánh với bản vẽ

- _ Hiệu chỉnh thông số, chỉnh sửa, khảo nghiệm , ghi nhận kết quả

-_ Hoàn thành sản phẩm

1.5 Giới hạn đề tài

Do thời gian nghiên cứu và điều kiện vật chất có hạn nên trong dé tai nay chi tap

trung vào phân tích, thiết kế và xây dựng một mô hình máy uốn đai sắt

Loại đai sắt: Đề tài tập trung vào uốn đai sắt, nhưng giới hạn trong phạm vi uốn đai sắt có đường kính 2mm trở xuông và có độ cứng nhỏ

Các thành phân chính của máy uốn đai sắt thường bao gồm một khung máy cứng, các trục và trục điều khiến, hệ thong động cơ và hệ thong diéu khién May duoc thiét ké

dé chiu duoc áp lực và lực uốn lớn và đảm bảo độ chính xác cao trong quá trình uốn sắt Máy uốn đai sắt có thê được điều khiển bằng tay hoặc tự động thông qua các chương trình điều khiển điện tử Các loại máy uốn đai sắt phố biến bao gồm máy uốn đai sắt cằm tay, máy uốn đai sắt tự động và máy uốn đai sắt CNC Mỗi loại máy có ưu điểm và ứng dụng khác nhau, tùy thuộc vào quy mô công trình và yêu cầu sản xuất cụ

thé

May uốn đai sắt trong xây dựng là một thiết bị hoặc hệ thong được sử dụng để uốn đai sắt thành các hình đạng và góc độ cần thiết dé gia có cấu trúc bê tông Việc uốn đai

sắt piúp tăng cường sự cô định và khả năng chịu lực của bê tông, đồng thời cải thiện tính

linh hoạt và khả năng thích ứng của cấu trúc

2.1.2 Công dụng và ứng dụng của máy uốn đai sắt

Máy uốn đai sắt trong xây đựng có nhiều công dụng và ứng dụng quan trọng như sau:

-_ Uốn đai sắt để tạo ra các hình dạng và góc độ cần thiết cho việc xây dựng các cầu trúc bê tông như cột, dâm, sản, móng, tường, và câu đường

- _ Tăng cường tính linh hoạt và khả năng thích ứng cua cau trúc, đảm bảo sự chắc chắn và an toàn của công trình

-_ Cải thiện khả năng chịu tải và chống biến dạng của bê tông, đồng thời giúp gia

cô cầu trúc chống lại các tác động ngoại lực như động đất và tải trọng

-_ Nâng cao năng suất và hiệu quả trong quá trình xây dựng, giảm thời gian và công sức lao động so với phương pháp uốn thủ công truyền thống

2.1.3 Nguyên lý hoạt động của máy uốn đai sắt

Máy uốn đai sắt hoạt động dựa trên các nguyên lý cơ bản sau:

- Chuyén động cơ khí hoặc điện đưa ra sức mạnh để uốn đai sắt

- _ Đai sắt được định hình và uốn dựa trên các khuôn mẫu hoặc dụng cụ uốn có săn trên máy

-_ Các tham số như tốc độ uốn, áp lực uốn và độ chính xác uốn có thê được điều

chỉnh để đáp ứng yêu cầu của công trình cụ thé

2.2 Các máy uốn đai sắt phố biến hiện nay

2.2.1 Máy uốn đai sắt cẦm tay

Hình 2.1: Máy uốn đai sắt cầm tay Máy uốn đai sắt cầm tay cầu tạo gồm có I bàn đỡ, cơ cấu tay đòn và trục xoay, thanh đỡ Máy được sử dụng nhiều bởi các thợ xây công trình nhỏ như nhà ở Khi sử dụng dụng đặt sắt được uốn và cắt sẵn lên bàn và thanh đỡ, sau đó căn độ dài dung lực tác động lên tay đòn để uốn góc mong muốn Tùy vào loại thép uốn mà tay đòn có thể dài ngắn khác nhau khi được nỗi vào Dù có cơ cầu tay đòn nhưng việc căn chiều đài và góc uốn không đơn giản

2.2.2 Máy uốn đai sắt tự động

Hệ thống điều khiển tụ đông

thầu công trình lớn hoặc các chủ tiệm kinh doanh vật liệu Máy đáp ứng được hầu hết

các kiêu đai sắt hiện hành ngày nay Có cầu tạo gồm bộ phận kéo duỗi, uốn cắt và hệ thống giám sắt điều khiển Việc sử dụng máy này càn có sự hướng dẫn của kỹ thuật viên Khi hoạt động máy có thể tạo ra đai sắt một cách nhanh chóng với số lượng lớn đảm bảo chính xác về kích thước tốt

2.2.3 Máy uốn đai sắt CNC

rat cao và có thê uốn được rất nhiều kiêu biên dạng đai thép phức tạp Hiện tại máy uốn đai sắt tự động tốc độ cao được sử dụng rất rộng rãi trong nghành công nghiệp xây dựng

và công nghiệp sản xuất đai sắt thép xây dựng với năng suất và hiệu quả rất cao

2.3 Các thiết bị sử dụng

2.3.1 PLC Siemens S7-1200

PLC S7-1200 là bộ điều khiến lập trình PLC cơ bản với thiết kế đạng module nhỏ

gọn, linh hoạt PUC Š7-1200 hỗ trợ day đủ các chức năng điều khiển và truyền thông,

thích hợp với nhiều ứng dụng tự động hóa khác nhau, phù hợp cho các ứng dụng quy

mô nhỏ tới trung bình

~ a ao

SIEMENS Í

SIMATC Š7-120)

Hình 2.4: PLC Siemens S7-1200

PLC S7-1200 thực hiện nhiệm vụ điều khiển cho các ứng dụng vòng hở và vòng

kín trong các thiết bị sản xuất và hệ thống nhà máy Do thiết kế nhỏ gọn với khả năng

kết hợp nhiều module cùng một lúc, Š7-1200 có thê đa dạng hóa các tác vụ từ việc thay thế các role và contactor đến các tác vụ tự động hoàn toàn cho các mạng lưới có cầu trúc

phân tán phức tạp

Phương pháp kết nối:

e_ Kết nối thiết bị lập trình với máy tính cá nhân thông qua cáp CAT5.

SIMATIC S7-1200

@ PROFINET

Hình 2.5: Kết nối giữa PG và CPU của $7-1200

e_ Kết nối với Màn hình HMI

Hình 2.6: Kết nối gitra Basic Panel va CPU cua S7-1200

e Kết nối nhiều bộ điều khiển S7-1200

2.3.2 HMI KTP700 BASIC

HMI (Man hinh HMI) 1a tir viét tat cua cụm từ tiếng anh “Human Machine Interface”, duoc dich la “giao diện người & máy” HMI là một giao diện (màn hình) có chức năng hiển thị và điều khiến nhằm mục đích giúp người vận hành có thê đễ dàng kiêm soát các thiệt bị và máy móc

Hinh 2.8: HMI KTP700 BASIC HMI KTP700 BASIC là màn hình mới với chức năng chính dùng để giám sát và điều khiến các hệ thốn ø tự động hóa lớn và nhỏ Màn hình HMI thông thường sẽ được dùng chung với các dòng PUC để tạo nên một hệ thong tu dong héa

Với kích thước 7 inch, độ phân giải cao, giao diện người dùng dễ sử dụng và tích hợp các tính năng như kết nỗi mạng, đa ngôn ngữ và hỗ trợ đa phương tiện, nó là một giải pháp đáng tin cậy cho việc kiểm soát và giám sát các quy trình trong môi trường công nghiệp

Cấu tạo HMI

® Dựa theo các cách phân loại HMI phía trên, tựa chung chúng ta có thê thay duoc

HMI bao gồm 3 phân chính:

e_ Phản cứng: màn hình, chíp, nút nhắn, thẻ nhớ và các công kết nồi

e Phan mém: viét chương trình, câu hình phần cứng, thiết lập truyền thông và thiết

kế giao diện HMI.

e Truyền thông: bao gồm các cống kết nổi, giao thức truyền thông như:USB,

RS232/422/485, Ethernet, CANbus, MODBUS, MQTT, EtherNet/IP, CANopen,

SNMP, và các tính năng nâng cao, mở rộng

2.3.3 Drive TP6600

Hinh 2.9: Drive TP6600

Thông số kỹ thuật

-_ Nguồn đầu vào là 9V — 42V

- Dong cap toi da la 4A

- Ngo vao c6 cach ly quang, tốc độ cao

- C6 tich hop do qua dong qua áp

- Can nang: 200G

- Kich thudc: 96 * 71 * 37mm

Cai dat và ghép nối:

-_ DC+: Nối với nguồn điện từ 9 - 40VDC

- _DC-; Điện áp (-) âm của nguồn

- A+ và A -: Nỗi vào cặp cuộn dây của động cơ bước

- B+vàB-: Nối với cặp cuộn dây còn lại của động cơ

-_ PUL+: Tín hiệu cấp xung điều khiển tốc độ (+5V) từ BOB cho M6600 -_ PUL~: Tín hiệu cấp xung điều khiên tốc độ (-) tir BOB cho M6600

- DIR+: Tín hiệu cấp xung đảo chiều (+5V) từ BOB cho M6600

10

- DIR-: Tin hiéu cap xung dao chiéu (-) từ BOB cho M6600

- ENA+ va ENA -: khi cap tín hiệu cho cặp này động cơ sé không có lực momen

giữ và quay nữa

Cài đặt cường độ dòng điện

1.5

1.0

0.5

Cài đặt vĩ bước cho driver

Bảng 2.2: Cài đặt vị bước driver TB6600

2.3.4 Relay trung gian 24V

Relay trung gian là một thiết bị có thê nói không thê thiếu trong các tủ điện điều khiển, nó giúp cho việc chuyển đôi dòng điện điều khiển sang động lực Các cảm biến muốn điều khiển ON — OFF phai qua cac relay trung gian để bảo vệ tiếp điểm hay các PLC truyền tín hiệu điều khiển xuống contactor cũng cân các tiếp điểm rơ le trung gian

để bảo vệ Modul DO ngõ ra

Hinh 2.10: Relay trung gian

Muc dich chinh cua viéc lap relay trung gian chính là bảo vệ cảm biến, mạch điện điều khiển hay ngõ ra tiếp điểm không bị quá tải khi sử dụng

Có 3 loại rơ le trung gian thường được sử dụng là: Rơ le trung gian 8 chân, 12 chân

và 14 chân Với điện thế có thê là 5V, 12V, 24V

Ngoài rơ le trung gian, còn có Relay đồng trục, Công tắc tơ, Relay máy công cụ,

Rơ le thủy ngân, Relay đa điện áp, Rơ le bảo vệ quá tải, Rơ le phân cực, Rơ le an toàn,

Ro le trang thai ran, Ro le tĩnh, Relay chân không

2.3.5 CB

Cầu đao điện là một thiết bi đóng cắt có thể được vận hành bằng tay và tự động dé

điều khiến và bảo vệ hệ thống điện Vì hệ thống điện hiện đại xử lý dòng điện rất lớn,

cần đặc biệt chú ý trong quá trình chọn cầu dao đề đảm bảo nó có thể ngắt hồ quang sinh

ra trong quá trình đóng cầu dao một cách an toàn

12

® @

oe)

Hinh 2.11: CB

CB còn có nhiều tên gọi khác như là cầu dao, cầu dao điện, cầu dao tự động, CB

điện, hay aptomat

CB là ký tự được viết tắt của từ Circuit Breaker Có thể tạm hiểu là thiết bị cắt

mạch hay được biết đến ở Việt Nam với tên gọi phô biến, đó là cầu đao Vậy cầu dao

trong tiếng Anh có nghĩa là Circuit Breaker và thường được gọi tắt là “CB” nhé

Cấu tạo của CB aptomat:

® Khung — Bảo vệ các bộ phận bên trong của bộ ngắt mạch cb khỏi các tác động

của môi trường bên ngoài

e Cơ cấu vận hành - Cơ cầu đóng mở cầu dao

e Tiếp điểm - Cho phép dòng điện chạy qua bộ ngắt mạch khi đóng

e_ Buồng hồ quang - đập tắt hồ quang khi cầu dao ngắt sự cố

e Bộ phận móc bảo vệ — Bảo vệ thiết bị điện không bị quá tải và ngắn mạch, sẽ

tác động khi trong mạch điện xảy ra các sự cố trên

-_ Nguyên lý hoạt động của aptomat CB:

e_ Nguyên lý hoạt động của bộ ngắt mạch CB về cơ bản bao gồm các tiếp điểm có định và di chuyển Các tiếp điểm này chạm vào nhau và mang dòng điện ở điều kiện bình thường khi mạch điện đóng

e Trong điều kiện hoạt động bình thường, các cơ cấu truyền động của bộ ngắt mạch có thể được mở hoặc đóng dé dong cắt và bảo trì hệ thống

13

ngắt sẽ được cung cấp năng lượng và các tiếp điểm chuyên động tách ra khỏi nhau theo một số cơ chế, do đó làm hở mạch

2.3.6 Nút nhắn

Công tắc nút nhân là một thiết bị, nút điều khiển được sử dụng nhăm thực hiện hoạt động chuyên đổi đóng/ngắt cho các thiết bị điện tử khác nhau từ xa Là loại công tắc khá đơn giản và thường được làm bằng vật liệu là nhựa hoặc kim loại Kích thước nhỏ chỉ bằng một bàn tay hoặc ngón tay dé dé dang thao tác sử dụng Chức năng, công dụng chính mà công tắc này mang lại chính là đóng/ ngắt nguồn điện từ xa cho các thiết

bị sử dụng điện trong hệ thống, góp phân giúp các thiết bị điện trong hệ thống vận hành

ôn định

Hình 2.12: Nút nhắn Cấu tạo của một công tắc nút ấn sẽ gồm có các phần như nút núm nhắn, hệ thống

lò xo, các tiếp điểm thường đóng, tiếp điểm động, tiếp điểm thường mở, trục dẫn hướng,

dc dau day và vỏ bảo vệ Bộ truyền động sẽ đi qua toàn bộ công tắc và đi qua I xylanh mong ở dưới, còn bên trong sẽ là tiếp điểm động và lò xo

Nguyên lý hoạt động: Khi người dùng nhắn vào nút công tắc thì sẽ tạo lực chạm lên tiếp điểm tĩnh làm trạng thái tiếp điểm trong nút nhân thay đổi Lúc này tác động

14

dén hé thong nguồn điện và các thiết bị điện khác Tùy thuộc vào từng công tắc nút nhân khác nhau mà sẽ nhân và thả ngay, nhân giữ nút hay nhân liên tục

Hình 2.13: Nguyên lý nút nhắn 2.3.7 Nguồn 24V DC

Hình 2.14: Nguồn 24V DC

Nguôn tô ong 24V 5A còn được gọi là bộ nguồn một chiều hay nguồn DC 24 Volt được thiết kế để chuyên đổi điện áp từ nguồn xoay chiều 110/220V AC thành nguồn một chiều 24V DC đề cung cấp cho các thiết bị hoạt động Nguồn tô ong nảy được sử dụng rộng rãi trong các thiết bị công nghiệp và dân dụng

Trong công nghiệp chúng thường được sử dụng để cấp nguồn cho một số thiết bị của tủ điện Nguồn tổ ong 24V 5A thích hợp với các hệ thống yêu cầu nguồn có công suất cao (dòng tải lớn) như: Các hệ thong chiéu sáng led, led quảng cáo, camera, loa dai, máy In 3D

15

Thông số của Nguồn tổ ong 24V 5A

Điện áp đầu vào 1 10VAC hoặc 220VAC thay đôi qua nút gạt chìm bên trong Điện áp đầu ra 24VDC có thê chỉnh thông qua núm chỉnh ADJ có sẵn trên nguồn Công suất: 720W

Dòng điện đầu ra: Max 5A

Tân số đầu vào: 50-60Hz

Động cơ bước được điêu khiên bang cách câp các xung điện một cách định ky dén các cuộn dây trong động cơ Mỗi xung điện sẽ làm cho động cơ di chuyên một bước nhat định Sô lượng và tân số của các xung điện sẽ quyết định tốc độ và hướng chuyên động của động cơ bước

16

nhất và giá thành rẻ nhất hiện nay

Xi lanh vuông có nhiều ứng dụng trong các lĩnh vực khác nhau như máy móc công nghiệp, thiết bị tự động hóa, robot, thiết bị xây dựng và nhiều ứng dụng khác Cấu tạo xi lanh khí nén vuông

e Thân xi lanh khí nén có dạng hình chữ nhật làm từ vật liệu thép chống gỉ sét,

chịu nhiệt tốt và chống được những tác động của môi trường bên ngoài

e Trục và piston là phần dùng để chuyền khí nén thành cơ năng cung cấp hoạt

e_ Xi lanh khí nén vuông có nguyên lý hoạt động là sử dụng khí nén làm piston chuyển động, dưới tác động lực cua piston sé tao ra déng nang(co nang) truyền ra các

thiết bị bên ngoài, khiến các thiết bị hoạt động

e Cu thé: khi khí nén được đưa vao trong xi lanh, khí nén sẽ chiếm đây thành ống

va day dan piston di chuyén, piston di chuyên sẽ sinh ra co năng tác động lên các thiết

bị, hệ thống bên ngoài

2.3.10 Van điện tử 5/2

Van điện từ 5/2 là một loại van điện từ khí nén được sử dụng dé cap khi nén cho

các hệ thong thiét bi giúp van đóng mở và các hệ thống hoạt động Van điện từ 5⁄2 có

đa dạng kiểu loại sử dụng điện 24V hoặc 220V để khiến van hoạt động

Hình 2.17: Van điện tử khí nén 5/2 Cấu tạo van điện từ 5/2:

+ Thân van điện từ gồm 5 cửa lỗ và 2 vị trí

+ Đầu coi điện sử dụng điện DC24V và AC220V

+ Piston nam trong than van ding để đóng mở van

+ Nút đóng mở van điện từ 5⁄2

+ Lò xo đản hồi

+ Các bulong ốc vít cô định van

+_ Vai trò của các cửa trên van điện từ 5/2:

+ Cửa I là cửa cấp khí vào van

+ Cửa 2 và 4 là cửa ra

+ Cửa 3 và 5 là cửa xả khí

18

2.3.11 Van tiết lưu

Van tiết lưu là một loại van được sử dụng đề điều chỉnh lưu lượng chất lỏng hoặc khí trong hệ thống ống dẫn Nó cho phép kiểm soát và điều chỉnh lưu lượng chất lỏng

hoặc khí đi qua ống dẫn bằng cách mở hoặc đóng van hoặc điều chỉnh van đề tạo ra mức

độ lưu lượng mong muôn

Hình 2.18: Van tiết lưu

Các loại van điều tiết khí nén phô biến:

e_ Van có tiết diện không thay đổi được: Lưu lượng khí đi qua khe hở sẽ không thay đôi

e Van có tiết diện thay đổi được: Lưu lượng dòng chảy có thể thay đổi sao cho phù hợp với nhu cầu sử dụng nhất

e_ Van tiết lưu một chiều điều chỉnh bằng tay: Dùng tay để điều chỉnh vít nhăm

thay đổi tiết diện dòng chảy của dòng khí nén

e Thông số kỹ thuật:

e Dai ap suất lam viéc: 0~150PSI hoac 0~9.9Kgf/cm?(0~990KPa)

e Ap suat chan khéng cé thé chiu được: -29.5in Hg hoặc -750mmHg(-750Torr)

e Dai nhiét d6 lam viéc: 32~140°F hoặc 0~60°C

e Vật liệu chế tạo: nhựa Polybutylene terephthalate

© Ứng dụng: là linh kiện nhựa chuyên tiếp giữa ống nhựa dẫn khí nén và ren Sử dụng cho ứng dụng khí nén (không khí)

19

2.4 Tính toán xung

Bộ phận kéo và uốn sử dụng động cơ step gắn hộp số 1:7.2 và được điều khiển bang drive TB6600

Động cơ kéo sử dụng vi bước 1:32

Số xung động cơ step khi chưa gắn hộp số là 200 xung / vòng

Số xung khi qua hộp giảm tốc và vi bước là 200 x 7.2 x 32 = 46080 xung / vòng

Đường kính pully là 5cm Suy ra chu vị là Š x x= L5.7 em

Như vậy để kéo được 1 cm cần 46080 / 15.7 = 2935 xung

Động cơ uốn sử dụng vi bước 1:16

Số xung khi qua hộp giảm tốc và vi bước là 200 x 7.2 x 16 = 23040 xung / vòng

Suy ra số xung đề quay được l độ là : 23040 /360 = 64 xung

Do tâm động cơ uôn không trùng với tâm của điêm tựa Nên dựa vào bản vẽ trong solidwork, để uốn được đai góc 90 độ thì động cơ uốn cần quay góc 24.02 độ

+

+

+

+

Suy ra số xung đề uốn được đai góc 90 độ là 64 x 24.02 = 1537 xung

Như vậy số xung đề uốn các hình lần lượt là:

Hình tam giác : (1537 / 90) x (180 — 60) = 2049 xung

Chuong 3

PHUONG PHAP VA PHUONG TIEN NGHIEN CUU

3.1 Đối tượng và thiết bị nghiên cứu

3.1.1 Đối tượng nghiên cứu

1200

Nghiên cứu, thiết kế mô hình máy uốn đai sắt trong xây dựng sử dụng PLC S7-

Nghiên cứu tông quan nguyên lý hoạt động máy

Nghiên cứu, thiết kế cơ cầu cấp liệu

Nghiên cứu, thiết kế cơ cầu duỗi đai sắt

Nghiên cứu, thiết kế cơ cầu uốn đai sắt

Nghiên cứu, thiết kế cơ cầu cắt đai sắt

Nghiên cứu, thiết kế tủ điện điều khiến

Nghiên cứu lập trình PUC Š7 1200

Nghiên cứu viết giao diện giao tiếp HMI

3.1.2 Thiết bị nghiên cứu

3.2 Phương pháp nghiên cứu

Xác định mục tiêu: Đâu tiên, cân xác định rõ mục tiêu của nghiên cứu, tức là

tạo ra một mô hình máy uôn đai sắt hiệu quả và chính xác

21

- Thu thap thông tin: Tiếp theo, thu thập thông tin về các yêu cầu và thông số kỹ

thuật của máy uốn đai sắt, như kích thước và hình dạng của đai sắt, tốc độ uốn, áp lực

uốn và các yếu tô khác liên quan đến quá trình uốn

-_ Xác định biến số và mô hình: Dựa trên thông tin thu thập được, xác định các biến số quan trọng và xây đựng mô hình máy uốn đai sắt Mô hình này có thể bao gồm

các yếu tố như động cơ, hệ thông điều khiển và cơ cấu uốn

- Mô phỏng: Sử dụng các phần mềm mô phỏng hoặc công cụ tính toán, mô phỏng quá trình uốn đai sắt trong mô hình đã thiết kế Điều này giúp đánh giá hiệu suất và chính xác của máy uốn đai sắt trước khi xây dựng thực tế

-_ Xác thực và điều chỉnh: Sau khi mô phỏng, tiến hành xác thực mô hình bằng cách so sánh kết quả dự đoán với dữ liệu thực tế hoặc thông qua thử nghiệm trên máy

that Nếu cần thiết, điều chỉnh và tỉnh chỉnh mô hình để đạt được độ chính xác và hiệu suất tốt nhất

- _ Đánh giá và phân tích: Cuối cùng, đánh giá hiệu suất và chính xác của mô hình máy uốn đai sắt thông qua các chi số và tiêu chí đánh giá như độ chính xác uốn, độ bền

và thời gian sản xuất

- Qua quá trình nghiên cứu thiết kế mô hình máy uốn đai sắt, những kiến thức và

kinh nghiệm được tích lũy, và kết quả này có thể được áp dụng để cải thiện hiệu suất và

chất lượng của máy uốn đai sắt trong các ứng dụng thực tế

3.3 Phương pháp thực hiện

3.3.1 Thiết bị phần cứng

-_ Chế tạo phần cơ khí cho máy uốn đai sắt

-_ Kết nối mạch điều khiển

3.3.2 Thiết bị phần mềm

- May tinh

- Phan mém SolidWorks 2017

- Phan mém Autocad Electrical 2021

- Phan mém TIA Portal V17

22

các con lăn và được duỗi thăng nhờ lực của động cơ bước truyền động qua pully kéo Sau đó đai sắt sẽ được kéo vào để đỡ đai Đuôi uốn được gắn vào động cơ bước uốn sẽ truyền động để uốn đai sắt theo các sản phâm được chọn Sau khi đã uốn xong hình thi

xy lanh gắn đao cắt được kích hoạt đi ra dé cắt sản phẩm nhờ lực khí nén

phan trén dé dang xoay Bén trên của phần đỡ đai có gan 4 bu-lông đề cô định cuộn sat

24

2 tắm sắt để uốn thắng theo chiều ngang và chiều đọc Một phần các con lăn được gắn

cô định, một phần có thê điều chỉnh Tổng cộng có 9 con lăn Trong đó có 8 con lăn rãnh

va | con lan rang cưa

-Pulley va con lan tao ranh

Hinh 4.4: Pulley va con lăn tạo rãnh

25

Bo phan nay duoc ché tao bang sat gồm phần đầu trục đề gắn vào trục động cơ, vành của pully được tạo các răng cưa nhỏ để tăng ma sát khi kéo Ngoài ra, con lăn phía trên pully cũng được tạo răng cưa Chúng ép vào đai sắt và nhờ động cơ quay tác động

kéo đai sắt đến đề đỡ liệu đề tiến hành uốn

- Tam chan

Hình 4.5: Tâm chắn được gắn trên mô hình Trong quá trình uốn thanh thép có thê bị xoay, vì vậy việc thiết kế tắm chắn là vô cùng quan trọng Tấm chắn được làm băng sắt mỏng day khoảng 1.5mm Phần giữa duoc cat dé tao khoang trong cho đề đỡ đai và lưỡi cắt Phần trên bên trái của tắm được thiết kế nghiêng ra để khi sắt uốn đi ra không bị vướng đề đỡ

- Đuôi uôn

Hình 4.6: Đuôi uốn

26