Thuyết minh đồ án tốt nghiệp Thiết kế máy uốn tấm lợp biên dạng sóng vuông

MÁY UỐN TÔN Máy uốn tôn là thiết bị gia công áp lực dựa vào sự biến dạng dẻo của kim loại để uốn tôn phẳng thành sản phẩm tôn có biên dạng sóng theo thiết kế.. Phôi sử dung cho máy thư

LỜI NÓI ĐẦU

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 tôn Và hiện nay tôn

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 tôn 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 hơn 90 triệu dân và 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 tôn 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 cán tole sóng nhưng số lượng còn ít và tính công nghệ chưa cao Cho nên việc thiết kế chế tạo, cải tiến máy cán - uốn tôn tạo sóng là điều hết sức cần thiết và có

ý nghĩa thiết thực

Xuất phát từ tình hình thực tế đó, nên được sự phân công của trường, của khoa

cơ khí và của thầy giáo hướng dẫn em đã được giao đề tài tốt nghiệp: “THIẾT KẾ MÁY UỐN LIÊN TỤC TẤM LỢP BIÊN DẠNG SÓNG VUÔNG” Đây là đề tài

có tính khả thi, không đòi hỏi chế tạo với điều kiện kĩ thuật công nghệ cao, nên đối với ngành cơ khí của nước ta hiện nay thì việc chế tạo là hoàn toàn thực hiện được

Hoàn thành tốt công tác thiết kế này là một nhiệm vụ khó khăn và phức tạp đòi hỏi nhiều thời gian nghiên cứu và tìm tòi Mặc dù được sự hướng dẫn tận tình của Thầy hướng dẫn nhưng do vốn kiến thức còn hạn chế, tài liệu tham khảo khan hiếm, thời gian có hạn và chưa có nhiều kinh nghiệm thực tế nên quá trình thực hiện khó tránh khỏi sai sót Rất mong thầy cô và các bạn quan tâm đóng góp ý kiến xây dựng để

đồ án được hoàn thiện hơn, phù hợp với việc đưa vào chế tạo và sử dụng trong thực tế

Cuối cùng, em xin chân thành cảm ơn Thầy hướng dẫn Ths Nguyễn Thanh Việt và các thầy cô trong khoa cơ khí chế tạo máy đã giúp đỡ em hoàn thành đồ án

Ngô Duy Tân

MỤC LỤC

LỜI NÓI ĐẦU 1

MỤC LỤC 2

CHƯƠNG I: NHỮNG VẤN ĐỀ TỔNG QUAN 5

1.1 Nhu cầu về tôn (tấm lợp) 5

1.2 Phân loại tôn 6

1.3 Vật liệu dùng làm tôn 7

1.4 Các loại tôn sóng thường gặp 7

1.5 Máy uốn tôn tạo sóng 9

1.5.1 Máy uốn tôn 9

1.5.2 Các phương pháp cấp phôi cho máy 9

CHƯƠNG II: CƠ SỞ LÝ THUYẾT CỦA QUÁ TRÌNH BIẾN DẠNG DẺO KIM LOẠI VÀ CÔNG NGHỆ DẬP TẤM 10

2.1 CƠ SỞ LÝ THUYẾT CỦA QUÁ TRÌNH BIẾN DẠNG DẺO KIM LOẠI10 2.1.1 Các khái niệm 10

2.1.2 Tính dẻo của kim loại 12

2.1.3 Trạng tháo ứng suất và các phương trình dẻo 12

2.1.4 Biến dạng của kim loại ở trạng thái nguội 15

2.2 CÔNG NGHỆ DẬP TẤM 15

2.2.1 Khái niệm và đặc điểm chung về dập tấm 15

2.2.2 Thiết bị dập tấm 16

2.2.3 Công nghệ dập tấm 16

2.3 NGUYÊN CÔNG UỐN 18

2.3.1 Khái niệm 18

2.3.2 Đặc điểm của quá trình uốn 18

2.3.3 Bán kính uốn cho phép 21

2.3.4 Sự đàn hồi khi uốn cong .21

CHƯƠNG III: CƠ SỞ LÝ THUYẾT CỦA ĐIỀU KHIỂN 23

3.1 CƠ SỞ LÝ THUYẾT CỦA TRUYỀN ĐỘNG THỦY LỰC 23

3.2 CƠ SỞ LÝ THUYẾT CỦA ĐIỀU KHIỂN THỦY LỰC 24

3.3 CƠ SỞ LÝ THUYẾT VỀ PLC DÙNG TRONG MÁY UỐN LIÊN TỤC TẤM LỢP BIÊN DẠNG SÓNG VUÔNG 37

3.3.1 Đặc điểm bộ điều khiển lập trình 37

3.3.2 Các thành phần cơ bản của một bộ PLC 37

3.3.3 Kỹ thuật về lập trình PLC .40

3.3.4 Ứng dụng của PLC trong máy uốn tôn 44

CHƯƠNG IV: CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ VÀ LẬP SƠ ĐỒ ĐỘNG CỦA

MÁY UỐN TÔN TẠO SÓNG 45

4.1 PHÂN TÍCH VÀ LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN BỐ TRÍ CON LĂN VÀ TRỤC UỐN 45

4.1.1 Các thông số của biên dạng tôn sóng vuông 45

4.1.2 Xác định số lần uốn .45

4.1.3 Xác định kích thước của con lăn uốn .49

4.1.4 Các phương án bố trí con lăn .50

4.2 CHỌN HỆ THỐNG TRUYỀN ĐỘNG 54

4.2.1 Truyền động cho máy 54

4.2.1.1 Truyền động bằng cơ khí 54

4.2.1.2 Truyền động bằng thuỷ lực 55

4.2.2 Truyền động cho hộp phân lực 56

4.2.2.1 Truyền động bằng trục vít - bánh vít 56

4.2.2.2 Truyền động bằng xích 57

4.3 CÁC LOẠI DAO CẮT VÀ SƠ ĐỒ TRUYỀN ĐỘNG TẠO LỰC CẮT 58

4.3.1 Dao song song .58

4.3.2 Dao nghiêng 58

4.3.3 Dao đĩa .59

4.3.4 Sơ đồ truyền động tạo lực cắt .60

4.4 SƠ ĐỒ MÁY UỐN TÔN TẠO SÓNG 61

4.4.1 Sơ đồ khối của máy uốn tôn 61

4.4.2 Sơ đồ động của máy 62

CHƯƠNG V: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ MÁY 64

5.1 TÍNH TOÁN ĐỘNG HỌC .64

5.2 TÍNH TOÁN ĐỘNG LỰC HỌC 64

5.2.1 Tính áp lực uốn 64

5.2.1.1 Tính khối lượng các con lăn trên (cối) 65

5.2.1.2 Tính khối lượng cho các con lăn dưới (chày) .67

5.2.1.3 Tính toán khối lượng trục uốn 68

5.2.2 Tính mômen uốn 69

5.2.3 Tính công suất động cơ 73

5.3 TÍNH TOÁN LỰC CẮT VÀ LỰC CHẶN PHÔI 74

5.4 TÍNH TOÁN HỆ THỐNG THỦY LỰC 75

5.4.1 Truyền động thuỷ lực 77

5.4.2 Tính công suất cho động cơ thủy lực 77

5.4.3 Tính toán thuỷ lực cụm xylanh - piston truyền động cho dao cắt 77

5.4.4 Xác định các thông số của bơm thuỷ lực 79

5.5 TÍNH TOÁN BỘ TRUYỀN XÍCH 80

5.5.1 Đặc điểm của truyền động xích .80

5.5.2 Thiết kế bộ truyền xích 1-2 .81

5.5.3 Thiết kế bộ truyền xích 3-4 .83

5.5.4 Thiết kế bộ truyền xích 5-6 86

5.6 THIẾT KẾ TRỤC UỐN 87

5.6.1 Trục uốn .87

5.6.2 Trình tự thiết kế 89

5.7 TÍNH CHỌN MỐI GHÉP THEN .104

5.8 TÍNH TOÁN CHỌN Ổ ĐỠ 106

5.9 THIẾT KẾ CƠ CẤU ĐIỀU CHỈNH KHE HỞ TRỤC UỐN 107

5.10 THIẾT KẾ THÂN MÁY UỐN 109

CHƯƠNG VI: NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG,VẬN HÀNH VÀ BẢO DƯỠNG MÁY 111

6.1 NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA MÁY 111

6.2 VẬN HÀNH MÁY .111

6.3 BẢO DƯỠNG MÁY 112

6.4 THAY THẾ 112

TÀI LIỆU THAM KHẢO 113

LỜI CẢM ƠN 114

CHƯƠNG I: NHỮNG VẤN ĐỀ TỔNG QUAN

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

mạ kẽm Kích thước của các loại tôn này như sau: Tôn 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 tôn 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 tôn 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 tôn này có giá thành thấp hơn tôn nhập ngoại cùng kích thước và trọng lượng nhưng chất lượng không thua các loại tôn nhập ngoại Các cuộn tôn này đã có sẵn lớp bảo vệ chống ôxy hoá như mạ kẽm, sơn màu

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 trường 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 rét, rỉ

1.1 Nhu cầu về Tôn (tấm lợp)

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 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 Ngày nay các loại tấm lợp bằng tôn 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 Tấm lợp bằng tôn đã trở nên phổ biến, đáp ứng được nhu cầu của người tiêu dùng và có vai trò quan trọng trong đời sống.

Ưu nhược điểm của tấm lợp bằng tôn

+ Gây tiếng ồn khi trời mưa

+ Hấp thụ và truyền nhiệt vào công trình

+ Dễ bị oxi hóa

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, mạ kẽm hoặc sơn tĩnh điện

1.2 PHÂN LOẠI TÔN :

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

mạ kẽm Kích thước của các loại tôn này như sau:

Chiều dày tôn (mm)

(Trích theo kích thước tole Phương Nam)

Để tạo điều kiện cho việc vận chuyển phôi được dễ dàng, các nhà máy 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 Các cuộn tôn này đã có sẵn lớp bảo vệ chống ôxy hoá, như

mạ kẽm, sơn màu

1.3 VẬT LIỆU DÙNG LÀM TÔN

+ 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 cacbon chất lượng trung bình với σb ≤ 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

1.4 CÁC LOẠI TÔN SÓNG THƯỜNG GẶP

Để tăng thêm độ cứng khi sử dụng tôn 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

a Tôn sóng tròn:

b Tôn sóng ngói:

c Tôn sóng vuông:

1.5.MÁY UỐN TÔN TẠO SÓNG

1.5.1 MÁY UỐN TÔN

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

uốn tôn phẳng thành sản phẩm tôn có biên dạng sóng theo thiết kế Qúa trình uốn tôn được thực hiện liên tục trên nhiều cặp trục uốn, 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 và cán thì phương pháp uốn trên máy uốn liên tục có nhiều ưu điểm:

- 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 có một số nhược điểm:

- Máy uốn đắt tiền

- Cần nhiều thiết bị phụ như: cầu trục, cần trục để nâng chuyển phôi cuộn

- Chiếm diện tích nhà xưởng vì máy dài

1.5.2 CÁC PHƯƠNG PHÁP CẤP PHÔI CHO MÁY

Để cấp phôi cho máy có thể cấp phôi bằng tay hoặc bằng máy Tuỳ theo yêu cầu công việc và năng suất mà ta chọn phương pháp cấp phôi hợp lí

Phôi sử dung cho máy thường có hai dạng sau:

- Phôi dạng tấm: ít sử dụng vì khi cần cấp liên tục phải lắp thêm thiết thị cấp tự động và yêu cầu chiều dài tôn là cố định, máy loại này cồng kềnh, phức tạp không cho hiệu quả kinh tế

- Phôi dạng cuộn: Được sử dung rộng rãi vì ít chiếm diện tích nhà xưởng, phôi có thể được cấp liên tục với chiều dài tuỳ ý Vì khối lượng phôi cuộn lớn nên yêu cầu nhà xưởng phải bố trí các thiết bị nâng chuyển

Qua đó phôi sử dung cho máy uốn tôn dưới dạng cuộn là hợp lí hơn

CHƯƠNG II: CƠ SỞ LÝ THUYẾT CỦA QUÁ TRÌNH BIẾN DẠNG DẺO KIM LOẠI VÀ CÔNG NGHỆ DẬP TẤM

2.1 CƠ SỞ LÝ THUYẾT CỦA QUÁ TRÌNH BIẾN DẠNG DẺO 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 Tùy 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 ta 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

2.1.1 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 Biến dạng này tương ứng với giai đoạn phá hủy của vật liệu (trên sơ đồ là đoạn AB) Đặc điểm của giai đoạn này là lực không tăng trong khi biến dạng vẫn tăng

-Biến dạng phá hủy: sau khi qua giai đoạn biến dạng dẻo, vật liệu bị biến cứng nên ở giai đoạn này, lực có tăng biến dạng mới tăng, qua hệ giữa lực và độ biến dạng

là đường cong Ta tiếp tục tăng lựa cho đến 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 Trên đồ thị đoạn BC biểu diễn giai đoạn củng cố vật liệu, đoạn CD là giai đoạn phá hủy

Hình 2-1: 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,

-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 2-2: 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 là mặt trượt (c) Trên mặt trượt, các nguyên tử kim loại dịch chuyển tương đối với nhau một khoảng đúng bằng số nguyên 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 tỷ lệ với khoảng cách đến các mặt song tinh

Các nghiên cứu lý thuyết và thực 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 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

b)a)

d)c)

2.1.2 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 hủy 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 mang 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 cũng 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 tồn tại ở pha kém dẻo, khi ở nhiệt độ cao thì chuyển biến hình thành pha có độ dẻo cao

Khi kim loại bị biếng 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 khi chịu ứng suất kéo Ứng suất dư, ma sát ngoài làm thay đổi trạng thái ứng suất chính trong kim loại nên tính dẻo của kim loại cũng giảm

2.1.3 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 2-3: Ứng suất tác dụng lên phần tử kim loại

Ứng suất đường: σmax = σ1/2 (2.1)

Ứng suất khối : σmax = (σmax-σmin)/2 (2.3)

Nếu σ1=σ2=σ3 thì τ = 0 và không có biến dạng Ứng suất chính để kim loại biến dạng dẻo là giới hạn chảy (σch)

Điều kiện biến dạng dẻo:

Khi kim loại chịu ứng suất đường

1 ch

σ =σ tức là σmax=σch/2 (2.4)Khi kim loại chịu ứng suất mặt

1 2 ch

σ σ− =σ (2.5)Khi kim loại chịu ứng suất khối

max min ch

Các phương trình trên gọi là các phương trình dẻo

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

A = A0 + Ah (2.7)

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 = (σ1σ1 + σ2σ2 + σ3σ3)/2 (2.8)Như vậy biến dạng tương đối theo định luật Húc:

σ1=

E

1[σ2 - σ(σ2 + σ3)] (2.9)

σ2=

E

1[σ1 - σ(σ1 +σ3)] (2.10)

σ3=

E

1[σ3 - σ(σ1 +σ2)] (2.11)Theo (2.8) thế năng của toàn bộ biến dạng được biểu thị:

2

1

1 3 3 2 2 1

2 3

2 2

21

3 2 1 3

F

(2.12)

Thế năng để làm thay đổi thể tích.

2 3 2 1 3

2 1

6

213

)(

2 σ +σ +σ = − µ σ +σ +σ

∆

=

E F

2 3 2

2 2

2 3 2

2 2

(σ −σ + σ −σ + σ −σ -2σ0= constĐây gọi là phương trình năng lượng biến dạng dẻo

Khi các kim loại biến dạng ngang không đáng kể thì theo (2.8) ta có thể viết:

σ2 = m(σ1+σ2) (2.16)Khi biến dạng dẻo (không tính đến biến dạng đàn hồi) thể tích của vật không đổi vậy ∆V = 0

6

21

3 2

σσ

σ = + (2.18)Vậy phương trình dẻo có thể viết:

0 0

σ

σ − = = (2.19)Trong trượt tinh khi σ1 = - σ3 thì trên mặt nghiêng ứng suất pháp bằng 0, ứng suất tiếp khi α = 450

1 3 max

σ

τ = =k = (2.21)Vậy ứng suất tiếp lớn nhất là: k = 0,58σ0 gọi là hằng số dẻo Ở trạng thái ứng suất khối phương trình dẻo có thể viết là:

σ1-σ3 = 2k = const

2 σ

Phương trình dẻo (2.19) rất quan trọng để giải các bài toán trong gia công kim loại bằng áp lực.

Tính theo hướng của các áp suất, phương trình dẻo (2.19) chính xác nhất là được viết:

(±σ1)-(±σ3) =2k

2.1.4 BIẾN DẠNG DẺO CỦA KIM LOẠI Ở 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 rõ ràng nếu biến dạng vượt quá 80% thì kim loại hầu như mất hết tính dẻo

Hình 2-4: Mối quan hệ giữa các tính chất cơ học và mức độ biến dạng

2.2 CÔNG NGHỆ DẬP TẤM

2.2.1.KHÁI NIỆM VÀ ĐẶC ĐIỂM CHUNG VỀ DẬP TẤM

Dập tấm là tên gọi chung các phương pháp gia công áp lực dùng phôi liệu dạng tấm Dập tấm thường tiến hành ở trạng thái nguội nên thường được gọi là dập nguội Khi chiều dày phôi lớn hơn S > 10 mm thì có thể dập nóng Vật liệu dùng trong dập tấm: thép cácbon, thép hợp kim mềm, đồng và hợp kim đồng, nhôm và hợp kim nhôm, niken, thiếc, chì … và vật liệu phi kim như: giấy cáctông, êbônít, fíp, amiăng, da, …

Đặc điểm chung của dập tấm:

- Vật liệu dùng để dập tấm rất rộng rãi

- Độ chính xác và độ bóng bề mặt sản phẩm cao

- Tính lắp lẫn của sản phẩm cao

- Vật dập có độ bền, độ cứng vững cao, gọn nhẹ và tiết kiệm kim loại

- Năng suất cao do dễ tự động hóa và cơ khí hóa

- Chuyển động của thiết bị đơn giản, công nhân không cần trình độ cao, đảm bảo độ chính xác cao

2.2.2 THIẾT BỊ DẬP TẤM

10080604020100

Độ giãn dài d%

Độ bền sb

- Theo nguyên lý truyền động: máy ép trục khủy, máy ép thủy lực …

- Theo công dụng: máy cắt, máy dột, máy dập hình …

- Theo tác dụng của máy: máy tác dụng đơn, máy tác dụng kép …

2.2.3 CÔNG NGHỆ DẬP TẤM

Công nghệ dập tấm được đặc trưng bởi 2 nhóm nguyên công chính: nguyên công cắt và nguyên công tạo hình

2.2.3.1 Nguyên công cắt đứt: là nguyên công cắt phôi thành từng miếng theo

đường cắt hở, dùng để cắt thành từng dải có chiều rộng cần thiết, cắt thành miếng nhỏ

từ những phôi thép tấm lớn Có các loại máy cắt đứt sau:

a) Máy cắt lưỡi dao song song:

Hình 2-5: Dao có lưỡi cắt song song

* Cắt được các tấm có chiều rộng B ≥ 3200 mm, chiều dày S đến 60 mm

* Chỉ cắt được đường thẳng, chiều rộng tấm cắt phải nhỏ hơn chiều dài dao

* Đường cắt thẳng, đẹp, hành trình dao nhỏ Lực cắt tương đối lớn:

Trong đó:

B – chiều rộng cắt của phôi (mm); S – chiều dày phôi cắt (mm)

σc – giới hạn bền cắt của phôi σc = (0,6 ÷ 0,8) σb (N/mm2)

b) Máy cắt lưỡi dao nghiêng:

Hình 2-6: Dao có lưỡi cắt nghiêng

* Lưỡi cắt nằm ngang, lưỡi dao trên nghiêng một góc α = (2 ÷ 60)

+ Độ hở giữa 2 dao Z = 0,05 ÷ 0,2 mm+ Lực cắt không lớn, cắt được các tấm dày

+ Cắt được các đường cong, đường cắt không thẳng và nhẵn, hành trình của dao lớn Lực cắt được tính theo công thức sau:

0 2

Trong đó:

S – chiều dày phôi cắt (mm)

σc – giới hạn bền cắt của phôi σc = (0,6 ÷ 0,8) σb (N/mm2)Góc nghiêng lưỡi dao α = (2 ÷ 60), thực tế thường lấy góc α = 30

c) Máy cắt chấn động:

β = (6 ÷ 70), khi cắt lưỡi cắt trên lên xuống rất nhanh (2000 ÷ 3000 lần/phút) và với hành trình ngắn 2 ÷ 3 mm Cắt được tấm dày ≤ 10 mm.

d) Máy cắt dao đĩa:

Góc trước γ =(1 ÷ 1030,)

2.2.3.2 Nhóm các nguyên công tạo hình: là nguyên công dịch chuyển một

phần của phôi đối với các phần khác mà phôi không bị phá hủy

2.3 NGUYÊN CÔNG UỐN

2.3.1 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

2.3.2 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.

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

*Tóm lại: uốn là nguyên công làm thay đổi hướng của trục phôi Trong quá trình uốn

cong lớp kim loại phía ngoài bị kéo, lớp kim loại ở giữa không bị kéo nén gọi là lớp trung hòa Khi bán kính uốn càng bé thì mức độ nén và kéo càng lớn có thể làm cho vật uốn cong bị nứt nẻ Lúc này lớp trung hòa có xu hướng dịch về phía uốn cong.

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 củalớp trung hoà được xác định theo công thức sau:

Trong đó:

r: Bán kính uốnS: Chiều dày vật liệu

Hình 2-10: Bán kính cong của lớp trung hoà

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

bd )

2( +ξ ξ

Trong đó: ξ = S1/S: Hệ số giảm chiều dài

S1: Chiều dày trước khi uốn S: Chiều dày sau khi uốn r: Bán kính uốn

b: Chiều rộng ban đầu của dải

btb: Chiều rộng trung bình sau khi uốn

Trong thực tế thì bán kính cong lớp trung hoà được xác định như sau:

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

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

2.3.3 Bán kính uốn cho phép: khi uốn bán kính uốn phía trong được giới hạn

nhất định Nếu quá lớn, vật uốn sẽ không có khả năng giữ được hình dạng sau khi uốn

vì chưa đến mức biến dạng dẻo Ngược lại nếu quá nhỏ thì có thể làm đứt vật liệu ở tiết diện uốn

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

(2.29)Trong đó:

ε- môđun đàn hồi khi kéo (N/mm2)

σc-giới hạn chảy của vật liệu (N/mm2)

- Bán kính uốn nhỏ nhất cho phép được xác định theo “kỹ thuật dập nguội ” hoặc theo công thức kinh nghiệm sau:

2.3.4 Sự đàn hồi khi uốn cong: Sau khi thôi lực tác dụng, do có sự đàn hồi nên

vật uốn có xu hướng giãn ra Để có được góc uốn của chi tiết φ0, người ta phải uốn với góc là φ, và góc đàn hồi được biểu thị là:

B 2.σb = k

1.B.S.σb với: k1 =

l

S n.

(2.33)

- Lực tinh chỉnh tính theo công thức:

Trong đó:

n – hệ số đặc trưng ảnh hưởng của biến cứng n = 1,6÷1,8

k1 – hệ số uốn tự do phụ thuộc vào vật liệu và tỷ số 1/S,

k1 = 0,05÷0,7

B – chiều rộng phôi (mm)

σb – giới hạn bền của kim loại (N/mm2)

F – diện tích phôi được tinh chỉnh (mm2)

q – áp lực tinh chỉnh (N/mm2) lấy theo “kỹ thuật dập nguội”

ρ

P

Rr

CHƯƠNG III: CƠ SỞ LÝ THUYẾT VỀ ĐIỀU KHIỂN

TRONG MÁY UỐN TÔN3.1 CƠ SỞ LÝ THUYẾT CỦA TRUYỀN ĐỘNG THỦY LỰC

3.1.1.1 Nguyên lý truyền động

a) Hệ thủy lực tạo chuyển động quay

Hình 3-1: sơ đồ nguyên lý hệ thủy lực tạo chuyển động quay

Chú thích:

1 Bể chứa dầu 5 Van điều khiển

Thế năng của dầu (Q, p)

Cơ năng(làm quay bơm dầu)

Cơ năng-CĐ tịnh tiến

- CĐ quayNhiệt năng

hoặc điện năng

b) Hệ thủy lực tạo chuyển động tịnh tiến

Hình 3-2: sơ đồ nguyên lý hệ thủy lực tạo chuyển động quay

Chú thích:

1 Bể chứa dầu 5 Van điều khiển

3.2 CƠ SỞ LÝ THUYẾT CỦA ĐIỀU KHIỂN THỦY LỰC

3.1.1 Một số khái niệm cơ bản

3.1.1.1 Khái niệm về điều khiển

Khái niệm “điều khiển” được hiểu: là quá trình của một hệ thống, trong đó dưới tác động của một hay nhiều đại lượng vào, những đại lượng ra được thay đổi theo một quy luật nhất định của hệ thống đó

Hệ thống điều khiển bao gồm: thiết bị điều khiển và đối tượng, nó được thể hiện qua sơ đồ sau:

Hình 3-3: Sơ đồ hệ thống điều khiển

Đối tượng điều khiển: là các thiết bị máy, máy móc trong kỹ thuật

Thiết bị điều khiển: bao gồm phần tử đưa tín hiệu, phần tử xử lý và điều khiển,

cơ cấu chấp hành Được thể hiện như sơ đồ hình

Hình 3-4: Các phần tử của hệ thống điều khiển

a) Phần tử đưa tín hiệu: là nhận những giá trị của đại lượng vật lý như đại lượng

vào, là phần tử đầu tiên của mạch điều khiển

Vd: công tắc, nút nhấn, công tắc hành trình, cảm biến…

-Công tắc:

Hình 3-5: Công tắc đóng-mở

-Nút ấn:

-Công tắc hành trình

Hình3-7: Công tắc hành trình điện cơ

-Cảm biến tiệm cận

Hình 3-8: Cảm biến tiệm cận cảm ứng từ

-Phần tử OR

Hình 3-11: Phần tử logic OR

-Phần tử AND

Hình 3-12: Phần tử logic AND

-Phần tử NAND

Hình 3-13: Phần tử logic NAND

-Phần tử NOR

Hình 3-14: Phần tử logic NOR

-Phần tử nhớ FILP-FLOP

Hình 3-15: Phần tử nhớ FLIP-FLOP 2IN/1OUT

*Các phần tử điều khiển (van)

Trong hệ thống thủy lực, van có thể phân thành các loại sau:

Van điều chỉnh áp suất: van tràn và van an toàn, van giảm áp, van cản

Van điều chỉnh lưu lượng: van tiết lưu và bộ ổn tốc

Van điều khiển dỏng chất lỏng: van một chiều và van đảo chiều

1) Van điều chỉnh áp suất

a) Van tràn và van an toàn

Van tràn và van an toàn dùng để hạn chế việc tăng áp suất chất lỏng khi trị số

áp suất chất lỏng vượt quá mức quy định

Hình 3-16: Van an toàn

b) Van giảm áp

Hình 3-17: Van giảm áp

c) Rơle áp suất

Hình 3-18: Rơle áp suất

2) Van điều chỉnh lưu lượng

a) Van tiết lưu: dùng để điều chỉnh lưu lượng lưu chất, được đặt ở đường vào hoặc

đường ra của cơ cấu chấp hành

-Van tiết lưu có tiết diện thay đổi

Hình 3-19: Van tiết lưu 2 chiều

-Van tiết lưu điều chỉnh một chiều bằng tay

Hình 3-20: Van tiết lưu 1 chiều b) Bộ ổn tốc

Là cơ cấu đảm bảo hiệu áp không đổi khi giảm áp, do đó đảm bảo một lưu lượng không đổi khi chảy qua van, tức là làm cho vận tốc dịch chuyển của pittông xilanh gần như không đổi Kết cấu của bộ ổn tốc gồm một van giảm áp và một van tiết lưu được thể hiện như hình sau:

Hình 3-21: Bộ ổn tốc

3) Van điều khiển dỏng chất lỏng: van một chiều và van đảo chiều

a) Van một chiều: dùng để điều khiển dòng năng lượng đi theo một hướng, hướng

còn lại dòng năng lượng bị chặn lại

Hình 3-22: Van một chiều

b)Van đảo chiều: là cơ cấu chỉnh hướng có nhiệm vụ điều khiển dòng năng lượng đi

qua chủ yếu bằng cách đóng, mở hay chuyển đổi vị trí để thay đổi hướng của dòng năng lượng

Hình 3-23: Các thành phần van chỉnh hướng

-Tín hiệu tác động:

Hình 3-24: Tín hiệu tác động

-Ký hiệu van đảo chiều

Hình 3-25: Ký hiệu van đảo chiều

-Một số van đảo chiều thông dụng

3) Cơ cấu chấp hành

a) Động cơ thủy lực: có nhiệm vụ biến đổi năng lượng thê 1năng hay động năng

của lưu chất thành năng lượng cơ học chuyển động quay

-Động cơ bánh răng:

Hình 3-29: Động cơ bánh răng

b) Xylanh thủy lực: có nhiệm vụ biến đổi năng lượng thê 1năng hay động năng

của lưu chất thành năng lượng cơ học chuyển động thẳng hoặc quay với góc < 3600

Hình 3-30: Xylanh tác động kép

3.3 CỞ SỞ LÝ THUYẾT VỀ PLC DÙNG TRONG MÁY UỐN LIÊN TỤC TẤM LỢP BIÊN DẠNG SÓNG VUÔNG

3.3.1 Đặc điểm bộ điều khiển lập trình

Bộ điều khiển lập trình (PLC-Programmable Logic Controller) được thiết kế nhằm thay thế phương pháp điều khiển truyền thống dùng rơle và thiết bị rời cồng kềnh PLC tạo ra một khả năng điều khiển thiết bị dễ dàng và linh hoạt dựa trên việc lập trình trên các lệnh logic cơ bản Ngoài ra PLC còn có thể thực hiện những tác vụ khác như định thì, đếm làm tăng khả năng điều khiển cho những hoạt động phức tạp, ngay cả với loại PLC nhỏ nhất

Hoạt động của PLC là kiểm tra tất cả trạng thái tín hiệu ở ngõ vào, được đưa về từ quá trình điều khiển, thực hiện logic được lập trong chương trình và kích ra tín hiệu điều khiển cho thiết bị bên ngoài tương ứng Với các mạch giao tiếp chuẩn ở khối vào

và khối ra của PLC cho phép nó kết nối trực tiếp đến những cơ cấu tác động có công suất nhỏ ở ngõ ra và những mạch chuyển đổi tín hiệu ở ngõ vào mà không cần có mạch giao tiếp hay rơle trung gian Tuy nhiên cần phải có mạch điện tử công suất trung gian khi PLC điều khiển những thiết bị có công suất lớn

Việc sử dung PLC cho phép chúng ta hiệu chỉnh hệ thống điều khiển mà không cần có sự thay đổi nào về mặt kết nối dây, sự thay đổi chỉ là thay đổi chương trình điều khiển trong bộ nhớ thông qua thiết bị lập trình chuyên dụng Hơn nữa PLC còn có

ưu điểm là thời gian lắp đặt và đưa vào hoạt động nhanh hơn so với các hệ thống điều khiển truyền thống mà đòi hỏi phải thực hiện đấu dây phức tạp giữa các thiết bị rời PLC có các đặc điểm thích hợp cho việc điều khiển trong công nghiệp:

- Khả năng kháng nhiễu tốt

- Cấu trúc dạng module cho phép dễ dàng thay thế, tăng khả năng nối thêm module

mở rộng vào/ra và thêm các module chuyên dùng

- Việc nối dây và mức điện áp tín hiệu ngõ vào và ngõ ra được tiêu chuẩn hoá

- Ngôn ngữ lập trình dễ hiểu, dễ sử dụng

3.3.2 Các thành phần cơ bản của một bộ PLC

Bộ PLC thông dụng có năm bộ phận cơ bản gồm: bộ xử lý, bộ nhớ, bộ nguồn, giao diện vào ra và thiết bị lập trình

a) Bộ xử lý (Central Processing Unit: CPU)

Bộ xử lý còn gọi là bộ xử lý trung tâm là linh kiện chứa bộ vi xử lý Bộ xử lý biên dịch các tín hiệu vào và thực hiện các hoạt động điều khiển theo chương trình được lưu trong bộ nhớ của CPU, truyền các quyết định dưới dạng tín hiệu hoạt động đến các thiết bị ra

Nguyên lý làm việc của bộ xử lý tiến hành theo từng bước tuần tự, đầu tiên các thông tin lưu trữ trong bộ nhớ chương trình được gọi lên tuần tự và được kiểm soát bởi bộ đếm chương trình Bộ xử lý liên kết các tín hiệu và đưa kết quả điều khiển

phụ thuộc vào dung lượng của bộ nhớ, vào tốc độ của CPU Nói chung chu kỳ một vòng quét như hình

Sự thao tác tuần tự của chương trình dẫn đến một thời gian trễ trong khi bộ đếm của chương trình đi qua một chu trình đầy đủ, sau đó bắt đầu lại từ đầu

Hình 3-38: Sơ đồ nguyên lý bộ PLC

Để đánh giá thời gian trễ người ta đo thời gian quét của một chương trình dài 1K byte và coi đó là chỉ tiêu để so sánh các PLC Vơi nhiều loại PLC thời gian trễ này có thể tới 20ms hoặc hơn Nếu thời gian trễ gây trở ngại cho quá trình điều khiển thì phải dùng các biện pháp đặc biệt, chẳng hạn như lặp lại những lần gọi quan trọng trong thời gian một lần quét, hoặc là điều khiển các thông tin chuyển giao để bỏ bớt đi những lần gọi ít quan trọng khi thời gian quét dài tới mức không thể chấp nhận được Nếu các giải pháp trên không thỏa mãn thì phải dùng PLC có thời gian quét ngắn hơn

Hình 3-39: Vòng quét