Thiết kế máy uốn định hình xà gồ thép

Thép tấm hầu như được sử dung rất nhiều trong các nghành công nghiệp kể trên.Thép tấm được tạo thành từ quá trình cán kim loại, kim loại bị biến dạng giữa 2 trục cánquay ngược chiều nhau

LỜI NÓI ĐÂU

Nước ta nằm trong vành đai nhiệt đới, nguồn tài nguyên dồi dào phong phú đáp ứngđầy đủ cho nền nông nghiệp phát triển Nhưng kể từ khi thị trường mở cửa, sự hội nhập đầu

tư KH- KT ở bên ngoài ồ ạt vào nước ta, nền kinh tế nược ta chuyển biến và dần dần đi lênthành nước công nghiệp phát triển Cùng với thời gian, sự khai thác nguồn tài nguyên sẵn

có phục vụ cho các ngành công ngày càng cạn kiệt đi Công nghiệp phát triển đi đôi vớinhiều nhà máy xí nghiệp mọc lên nên cần nhiều vật liệu xây dựng trong đó có xà gồ gỗ.Rừng ngày càng cạn kiệt cùng YỚi việc cấm khai thác nên gỗ không đáp ứng được nhu cầucần thiết

Chính vì thế máy uốn xà gồ ra đời để đáp ứng nhu cầu đó

Với nhiệm vụ: “THIẾT KẾ MÁY UỐN ĐỊNH HÌNH XÀ GỒ THÉP”, cũng là đềtài rất quen thuộc, máy uốn cũng được sữ dựng nhiều trong sản xuất, nhưng tài liệu thamkhao còn nhiều hạn chế Song với sự hương dẫn tận tình của thầy giáo NGUYỄN THẾTRANH cùng quá trình tìm hiểu thực tế và tài liệu tham liên quan em đã hoàn thành đề tàiđúng thời hạn được giao

Trong quá trình tính toán, thiết kế, do khả năng còn hạn chế và thời gian có hạn nên

em không tránh khỏi những sai sót Kính mong sự chỉ dẫn, cảm thông của quý Thầy

Em xin chân thành cảm om

Đà nẵng, ngay tháng năm

Sinh viên thực hiện:

VŨ CÔNG VINH

CHƯƠNG 1: GIỚI THIÊU NHU CẦU sử DUNG THÉP TẤM

HIÊN NAY

1.1 NHU CẦU THÉP TẤM HIỆN NAY

Ngày nay khi nhu cầu về đời sống của con người càng được nâng cao thì nền kinh tếcần phải kịp thời đáp ứng đầy đủ những nhu cầu đó Trong đó ngành công nghiệp, mà đặcbiệt là công nghiệp cơ khí nắm vai trò chủ yếu trong việc tạo ra sản phẩm Ở một khía cạnhkhác, thì ngành công nghiệp tạo phôi lại đóng một vai trò chủ chốt, là khâu cơ bản đầu tiêntrong quy trình sản xuất cơ khí Hơn nữa, một số phương pháp tạo phôi như cán, kéo,cắt kim loại là không thể thiếu góp phần tạo ra các sản phẩm, vật dụng cho các ngành côngnghiệp khác như: Công nghiệp hàng không, công nghiệp điện, công nghiệp ôtô, đóng tàuthuyền, xây dựng, nông nghiệp

Thép tấm hầu như được sử dung rất nhiều trong các nghành công nghiệp kể trên.Thép tấm được tạo thành từ quá trình cán kim loại, kim loại bị biến dạng giữa 2 trục cánquay ngược chiều nhau, có khe hở giữa 2 trục cán nhỏ hơn chiều dày của phôi ban đầu Kếtquả làm chiều dày phôi giảm, chiều dài và chiều rộng tăng lên, tạo thành dạng tấm hay tacòn gọi là thép tấm

lẻ2 MỘT SỐ LOẠI THÉP TẤM VÀ ỨNG DỤNG CỦA NÓ:

Cán thép tấm có thể tiến hành ở trạng thái nóng hoặc trạng thái nguội, ở mỗi loại nó

có các ưu điểm và nhược điểm khác nhau Cán ở trạng thái nóng cho ta những sản phẩm có

độ dày từ l,5mm đến 60mm, còn ở trạng thái nguội cho ra sản phẩm mỏng và cực mỏng độdày từ 0,007mm đến 1,25mm

Các sản phẩm thép tấm được phân loại theo độ dày của tấm thép :

sườn xe máy, các thiết bị nghành điện, các kết câu trong nghành xây dựng như cầu, nhàcửa, hoặc sử dụng trong chính nghành cơ khí chế tạo, nghành tàu thuyền phải qua quáquá trình cắt thép tấm ra các kích thướt và hình dạng khác nhau phù họp với yêu cầu củatừng nghành, từng công việc cụ thể:

- Trong nghành điện: Thép tấm được dùng để tạo ra các sản phẩm như là thép trongstato của máy bơm nước hay quạt điện, thép tấm được dùng làm các cánh quạt cỡ lớn, cácthép tấm mỏng dùng làm các lá thép để ghép lại trong các chấn lưu đèn ống, máy biến thế,trong lĩnh vực điện chiếu sáng nó được dùng làm các cột điện đường

o

Hình 1-1: Sản phẩm thép tấm trong nghành điện

- Trong xây dựng: Các thép hình cỡ lớn trong các dầm cầu được tạo thành từ cáctấm thép tấm dày cắt nhỏ, hay thép tấm được dùng để liên kết với nhau có thể bằng mốihàn, bulông hoặc đinh tán để tạo nên các kết cấu thép bền vững

IZZZZZZ

V

zzzzZzi zzzzZzk \ZZZZZÀ

Hình 1-2: Sản phẩm trong thép tẩm xây dựng

Các thép định hình cỡ nhỏ và cỡ vừa trong xây dưng dân dụng và công nghiệp( nhà ở, các nhà máy, khu công nghiệp, khu thương mai,cá siêu thị ) được chế tạo từcác thép tấm mỏng uốn lại như: tôn,các loại thép hình chữ u, chữ c, các loại ống tròn, hìnhvuông chữ nhật

- Trong nghành cơ khí : Thép tấm được sử dụng trong các

thân máy của các máy cắt kim loại, vỏ hộp giảm tốc bằng kết cấu

hàn, khung, sườn xe, máy,

- Trong nghành cơ khí ôtô : Việc sử dụng thép tấm không thể thiếu được Nó được

sử dung làm khung, sườn, gầm ôtô, lót sàn ôtô, che kín thùng xe, và các bộ phận che chắnkhác

- Trong chế biến thực phẩm: Thép tấm được sử dung rộng rãi không kém, nó đượcdùng để chế tạo các thùng chứa, bể chứa, hộp đóng gói,

- Trong các nghành nghề khác: Thép tấm dùng để chế tạo ra các thùng đồ dùng dândụng phục vụ đời sống hay trong nghành hàng không thép tấm được dùng để che chắn, làmcửa máy bay, nắp đậy thân máy bay, tên lửa, thùng máy vi tính,

cầu các sản phẩm định từ thép tấm đang cao như các loai tâm lợp các, các loại thép tròn, cácloai xà gồ thép cần phải có những máy cán tôn, máy cán các loại ống tròn, máy uốn xà gồ thép

để đáp ứng nhu cầu ngày càng cao của ngành xây dựng nói riêng củng như nền kinh tế nóichung, góp phần cải thiện nhu cầu nhà ở, củng như sự nghiệp công nghiệp hóa hiện đại hóa đấtnước

CHƯƠNG 2: Cơ SỞ VÀ CÔNG NGHÊ UỐN ĐINH HÌNH THÉP

2.1.2 Đặc điểm quá trình uốn :

Uốn: là môt trong những nguyên công thường gặp nhật trong dập nguội Quá trình uốnbao gồm biến dang đàn hồi và biến dạng dẻo uốn làm thay đổi hướng thớ kim loại, làm congphôi và thu nhỏ dần kích thước trong quá trình uốn Kim loại phía trong góc uốn bị ép nén và

co ngắn ở hương doc, bị kéo ở hương ngang

Khi uốn tấm dải rộng củng xảy ra hiện tượng biến mảnh vật liệu nhưng sẻ không không

có sai lệch tiết diện ngang Vì trở kháng của kim loại có chiều rộng lán sẻ chống lại sự biếndạng theo hướng ngang

Trong trường hợp uốn phôi rông thì biến dạng của nó được xem như biến dạng

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

-Chia kêt cấu của chi tiệt sản phẩm thành những đoạn thẳng và những đoạn cong đơngiản

-Cộng chiều dài các đoạn lại:Chiều dài các đoạn thẳng theo bản vẻ chi tiêt, còn phầncong được tính theo chiều dài lớp trung hòa

-Chiều dài phôi được tính theo công thức:

180°

Trong đó : ẹ = 180° - a°

^l :Tổng chiều dài các đoạn thẳng.

^ n(p (r + X.S) : Chiều dài lớp trung hòa chổ bị uốn.

180°

r :bán kính uốn phía trong

X :hệ số phụ thuộc vào tỉ số : - (vị trí lớp trung tính ), X tra bảng 2-1

định theo công thức :

(2'2)

B:Be rộng phôi liệu ban đầu

S: Chiều dày của vật liệu

R: Bán kinh uốn phía trong

Hệ số biến mỏng của vật liệu, trị số cho trong bảng 46 của [5]

Nếu bán kinh quá nhỏ sẻ làm đứt vật liệu ở tiết diện uốn ,còn nếu quá lớn sẻ không

có khả năng giữ được hình dạng sau khi đua ra khỏi khuôn uốn (Ả > Ắmin).

-Bán kính lớn nhất: r - ——

max r\ _

2 ơt

E: Modun đàn hồi của vật liệu khi kéo

s: Chiều dày vật uốn

aT: Giới hạn chảy của vật liệu

(2.4)

-Bán kính nhỏ nhất: r_:_ = (— - D —.

Bảng 2-2 :Bảng hệ số k:

*Các yếu tố ảnh hưởng tới bán kính khi uốn:

+Cơ tính vật liệu và trạng thái nhiệt luyên: Nếu vật liệu có tinh dẻo tốt và đả qua ủmềm thì rmin.có giá trị nhỏ hom khi biến dạng

+Ảnh hưởng của góc uôn: Cùng một bán kính như nhau, các góc uốn a càng nhỏ thìkhu vực biến dạng càng lớn

+Ảnh hưởng của trạng thái mặt cắt của vật liệu: Khi cắt phôi trên mặt cắt có ba viahoặc nhiều vết nứt thì khi uốn sẻ sinh ra ứng lực tập trung và tại những nơi đó dể gãy bởivây vẩn tăng W

2.1ế3 Công thức tính lực uốn:

Lực uốn trong khuôn dập bao gồm uốn tự do và lực là phẳng (tinh chỉnh) vật liệu Trị

số lực phẳng lớn hơn nhiều so với lực uốn tự do

Lực uôn được tính theo công thức:

u hoăc ram Bị biên cưng

Vuông góc Cùng song Vuông góc Cùng songvới đường song với với đường song vớivân đường vân vân đường vân

Bảng 2-3:Hệ số kj đế uốn tự do.

B: Chiều rộng của dải

S: Chiều dày vật uốn

n: Hệ số đặc trưng của biến cứng n =1.6 -ỉ-1.8

ơb: Gới hạn bền của yật liệu

L: Khoảng cách giửa hai điểm tựa

-Lực uốn chỉnh tinh theo công thức:

q : Áp lực tinh chỉnh (là phẳng)(N/mm2) tra bảng 2-4 (theo bảng 38 của [5])

Bảng 2-4: Giá trị gần đúng của áp lực tỉnh chỉnh góc q (N/mm2).

F: Diện tích phôi được tinh chỉnh

2.1.4 Tính đàn hồi khi uốn:

Như ta đả biết, khi uốn kim loại không phải toàn bộ kim loại ở phần cong chịu biếndạng dẻo mà có một phần còn ở biến dạng đàn hồi Vì vậy, khi không còn lực uốn nửa thìvật không hoàn toàn dữ nguyên hình dạng và kich thước ban đầu giống như hình dáng củachày và cối và đó gọi là biến dạng đàn hồi sau khi uốn

Hiện tượng đàn hồi làm sai lệch góc uốn và bán kính uốn vì vậy muốn cho chi tiết cógóc uốn và bán kính đả cho thì phải làm bán kinh và góc uốn của khuôn và chày thay đổi

Vât liêu Hệ sô phụ thuộc vào tỉ sô 1/s

đúng bằng trị số đàn hồi.

Trị số hồi phục đàn hồi với uốn tự do không có tinh chỉnh : Khi uốn tự do trị số hồiphục phụ thuộc vào tính chất đàn hồi của vật liệu, mức độ biến dạng khi uốn (tỉ sô r/s), gócuốn và phương pháp uốn (chữ V, chữ u, chữ C)

Dưới đây là những công thức để xác định gần đúng độ hồi phụcđàn hồi khi uốn

Với: p : Góc hồi phục đàn hồi một phía

k: Hệ số xác định yị trí lớp trung hòa phụ thuộc vào r/s, bằng (1-x)

1: Khoảng cách giửa các điểm tựa, tức là các mép cối (mm)

lirCánh tay đòn uốn

li=rc+rch+l,25s (mm)

rc:Bán kính góc tròn của cối rch:Bán kinh

góc tròn của chày aT: Giới hạn chảy của

yật liệu bảng 2-5

Bảng 2-5: Giới hạn chảy của vật liệu:

E: Modun đàn hồi của vật liệu,

Bảng 2-6:Góc đàn hồi khỉ góc uốn 90°:

Hình 2-3:sơ đồ uốn thép tẩm 2.2

CỒNG NGHỆ UỐN ĐỊNH HÌNH THÉP TẨM:

Giả sử khi uốn tấm phẳng thành dạng cong như hình 2-3 thì ta phải chọn góc

uốn a cho hợp lý để tránh bị nứt kim loại, đứt ở vùng uốn

Góc uốn giới hạn otmax trong mổi lần uốn được tính :

Omax < arcsin[L/(e.cotg 1 °25 ’)] <arcsin(L/40,4.e) (2.7)

Trong đó: L: khoảng cách giửa hai cặp trục liên tiếp

E: cánh tay đòn từ điểm đặt lực đến điểm bắt đầu uốn e = —.

3k

K: chiều dài đoạn cần uốn

Do đó, khi uốn ta phải chọn góc uốn cần thiết a sao cho thỏa mản điều kiện a < .

max

Đồng thời a đủ lớn để giảm số lần biến dạng

Vât liệu R/s Chiều dày vật liệu

2.2.1 Uốn xà gồ bằng máy nhấn :

Xà gồ thép được chế tạo từ phôi tấm dài đem dập uốn từng cạnh một trên máy nhấnthủy lực

1-Bàn nhấn 2- Chi tiết cần nhấn 3-Dao nhấn

4- Xilanh thủy lực 5- Van điều khiển 6-Tấm chặn

Hình 3-5 :Sơ đồ nguyên lỷ máy nhấn.

2.2.2 Uốn xà gồ bằng phương pháp uốn Kên tục.

Sơ đồ nguyên lý:

Hình 3-6 :Sơ đồ nguyên lý uốn xà gồ liên tục.

1 -Tang 2-Cụm dao cắt trước 3-Cụm lô uốn

4 -Cụm dao cắt sau và đột lộ

Phôi liệu cung cấp cho hệ thống có chiều dày và chiều rộng nhất định được uốn vàotang (1) đi vào cụm lô uốn (3) qua cụm dao cắt trước(2) Xà gồ qua (3) sẻ được đột lỗ và cắt(nếu cần) ở cum dao cắt và đột lỗ sau (4)

4

CHƯƠNG 3: PHÂN TÍCH NGUYÊN LÝ UỐN ĐINH HÌNH XÀ GỒ & TÍNH

TOÁN ĐÔNG HOC MÁY

Xà gồ củng rất đa dạng, được uốn định hình với nhửng dạng khác nhau phù họp với nhucầu sử dụng Hiện nay xà gồ đả cho ra nhiều loại hình, như: Chữ u,

c, những phổ biến hơn là loại xà gồ chữ c với các kích thước thay đổi từ 80 -T- 200mm.

Xà gồ hiện nay được uốn từ phôi thép tấm, YỚi các kích thước phôi thép tùy theotừngloại xà gồ lớn bé khác nhau

Dĩ nhiên với đà phát triển của xã hội,thanh xà gồ thép ra đời thay thế cho xà gồ gỗ trướcđây có nhiều ưu điểm hom, sản xuất theo công nghệ mới nhiều mẩu mả,cán theo yêu cầu cần

sử dụng,kích cở nào củng được,không có giơi hạn chiều dài,gọn nhẹ, đảm bảo chịu lực tuổi thọcao, không thấm nước, chịu mưa năng tôt

Nhờ ưu điểm trên cùng với sự phát triển của nền kinh tế và hạn chế khai thác rừng màcông nghệ chế tạo xà gồ thép được đầu tư phát triển đáp ưng nhu cầu đòi hỏi của đất nước

Các đặc trưng của xà gồ chữ c được thể hiện ở hình 3-1

* Vật liệu chế tạo:

Vật liệu xà gồ thường là thép cacbon thường ,ăaạc sử dụng rông rải, giá thành thấp, dể

chế tạo

Phôi uốn xà gồ là thép cuốn có kích thước theo loại xà gồ lớn nhỏ Sau khi cán, để xà

gồ có tuổi thọ cao , chịu tác động của môi trường thì phải phủ một lớp sơn chống rỉ, đồng thờitạo thẩm mĩ cho sản phẩm

Xác định số lần uốn theo quá trình uốn xà gồ thép:

Đầu tiên ta dựa vào công thức (2.7 ) để xác định góc tới hạn cho mỗi lần uốn: Omax <

Ta chọn góc uốn a sao cho a < amsx.

Ở hình (3-1) ta chón góc uốn là aì, Qua 2 làn uốn ta được góc a2 (a2 - 2aì) để giảm số

lần uốn và a2<90° để thực hiệnquá trình chỉnh sửa

Với sán phấm là xà gồ chữ c nên các góc cuối cùng cần đạt đượclà 90°.

Thông thường ở quá trình gấp mép và gấp thân cuối cùng ta đươc a2 và OC4, góc còn

I _

Hình 3-3: Quả trình uốn thân Ở quá trình chỉnh sửa, từ dạng

cuối của quá trình gấp thân,phôi tiếp tục bị uốn như hinh 3-4

3.1.3 Các thiết bị chế tạo xà gồ:

3.1.3.1 Tạo xà gồ bằng máy nhẩn :

Xà gồ thép được chế tạo từ phôi tấm dài đem dập uốn từng cạnh một trên máy nhấn thủy lực

Hình 3-5 :Sơ đồ nguyên lỷ máy nhấn.

1-Bàn nhấn 2- Chi tiết cần nhấn 3-Dao nhấn

4- Xilanh thủy lực 5- Van điều khiển 6-Tấm chặn Nhược điểm :

+Chiều dài thanh xà gồ bi hạn chế bởi chiều dài dao nhấn

+Phải rà gá và vách dấu để nhấn đúng kích thước nên năng suất thấp, thiếu chính xác.+Chọn bàn nhấn có góc a sao cho a+p = 90°

Với góc p là góc đàn hồi sau khi nhấn

3.1.3.2 Tạo xà gồ bằng phương pháp uốn liên tục:

Sơ đồ nguyên lý:

4

Hình 3-6 :Sơ đồ nguyên lỷ uốn xà gồ liên tục.

1 -Tang 2-Cụm dao cắt trước 3-Cụm lô uốn

4 -Cụm dao cắt sau và đột lộ

Phôi liệu cung cấp cho hệ thống có chiều dày và chiều rộng nhất định được uốn vàotang (1) đi vào cụm lô uốn (3) qua cụm dao cắt trước(2).Xà gồ qua (3) sẻ được đột lỗ và cắt(nếu cần) ở cum dao cắt và đột lỗ sau (4)

* Ưu điểm ;

+ Độ chính xác cao và năng suất cao

+ Chiều dài thanh xà gồ được điều chỉnh trước và chính xác, có thể tạo xà gồ có chiềudài lớn

+ Có thể dể dàng thay đổi kích thước xà gồ bằng cách thay đổi cụm tiêu chuẩn trên trụcuôn

+ Không đòi hỏi trình độ tay nghề công nhân đưng máy cao

3.2 SO SÁNH PHÂN TÍCH VÀ LựA CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ:

Việc lựa chọn hình dạng, số trục cán phụ thuộc vào kích thước biên dạng của sản phẩmuốn Đe có biên dạng của thanh xà gồ thì trục uôn có các lô uốn được thiết kế các lô hình dạngphù hợp với từng bước để tạo nên biên dạng xà gồ

3.2.1 Đặc thù quá trình uốn xà gồ:

-Đăc thù quá trình uốn là sự uốn tự do, sự uốn kim loại theo bán kính đả cho, khôngcần đến trục uốn bên trong để định hình trong các công đoạn cuối tạo nên các biên dạng của xàgồ

- Chổ uốn của xà gồ được tạo qua 2 giai đoạn:

+Ở giai đoạn đầu: bằng các trục uốn bóp các vùng bị uôn

+Giai đoạn cuối: Bằng sự uốn tự do khi cho uốn được tạo hình theo bán kính đả chokhông có dụng cụ tạo hình bên trong

Chất lượng của biên dạng thành phẩm, kích thước mặt cắt củng nhờ sụ ổn định của quá trình tạo hình,phụ thuộc vào phương pháp biến dạng

Trong quá trình uốn tự do tạo xà gồ ta sủ dụng hai loại trục uốn: không có mặt uốn bên của trục uốn trên và có định vị mặt bên và mặt trên

* Phương pháp thiết kế không có mắt can bên của trục cán trên kim loại bị uốn bắt đầu vùng tiếp xúc N-N ở mặt ngoài của trục uốn trên (hĩnh 3-7)

Hình 3-7: Khi uôn không cỏ mặt côn uốn bên của trục uôn trên

Phương pháp thiết kế có định vị mặt bên và mặt trên: mặt bên của kim loại bị uốn một góc cho trước đồng thời bị nén bởi bờ côn của trục can trên, phương pháp này được sử dụng nhiều hom vì nó khử được sự xê dịch ngang của tấm kim loại.Ngoài ra,còn tạo được bán kính chổ uốn đúng với thiết kế tính toán (hình 3-8)

Hình 3-8: uốn có mặt cổn uốn trên, uốn bên của trục uốn trên.

3.2.2 Thiết lấp biến dạng và số lần uốn:

Xác định kích thước sản phẩm:

Việc lựa chón kích thước xà gồ phụ thuộc vào nhiều yếu tố như:chiều rộng phồi dải,hình dạng xà gồ và nhu cầu sử dụng của moi người Hiện nay các loại xà gồ chữ c đang sửdụng có chiều rộng từ 80-ỉ-200mm,có chiều cao từ 40-ỉ-50mm.

%

Hình 3-9: Kích thước sản phẩm xà gồ.

Ở tất cả các loại xà gồ kính thước a và c là quan trọng nhất đòi hỏi tương đối chính xác để chế tạo và sử dụng Kích thước b đòi hỏi không cao lắm mà được chọn sao cho b=10-ỉ-25mm là được

Bán kính uốn cho phép:

Xà gồ là sản phâm của quá trình uốn liên tục uốn 4 góc vuông từ tấm phằng Uốn đồngthời hai góc vuông dưới và hai góc trên.Quá trình uốn xà gồ chia làm ba giai đoạn: uốn méptrên, uốn thân và quá trình chỉnh sửa

Để cho sản phẩm uốn ra không bị nứt hoặc đứt hoặc do đà hồi của vật liệu không đạttheo hình dáng yêu cầu nên cần tình toán bán kinh uốn họp lý để cho ra sản phấm đạt yêu cầu

-Bán kính uốn lớn nhất được tính theo công thức (2.3)

Mô đun đàn hôi: E =2,1.105(mm2)

Với chiều dày thép tấm s=2,5 mm ta có bán kính lán nhât khi uốn ta có bán kính lớnnhất khi uốn là:

2,1.105.2,5

= 8752.240

Bán kính nhỏ nhất khi uốn được tính theo công thuc(2.4):

s , 1

S: Chiều dày vật liệu s=2mm

Tuy nhiên ta có thẻ tính toán theo công thức kinh nghiệm(2.5) là:

= K.S với K là hệ sô tra ở bảng(2.2)Vật liệu là thép CT38 nên ứng với CT3 ở bảng 2.2 nên: K=0,5

Bán kính nhỏ nhất là: ^„=0,5.2,5=1,25 (mm)

* Ta phải chon bán kinh uốn sao cho r <r< r Chon r =1,6mm.

Xác định kích thước rộng của phôi:

Khi uốn chi tiết có nhiều góc uốn thì phôi uốn đước tính theo công thức:

L = YLi + Y*V(ri+xrS)

Trong đó: lị, ri5 Xi và (p=180°-a là các đoạn thẳng, bán kính uốn

hệ số xác định khoảng cách lớp trung hòa đến bán kính uốn phía trong, góc đoạn uốn xà gồ.Xem như quá trình uốn 4 góc (p=90°.với ĩi=const và Xị=const

liS

%

12

_h_

Hình 3-10 Kích thước phôi uốn xà gồ.

Công thức tính phôi uốn xà gồ:L=21i+l2+l3+4—(r + x.s)

Sổ ỉần uốn và thiết lập biên dạng:

Các phương pháp bổ trí con lăn hình thành biên dang:

Ta có hai phương pháp bố trí con lăn hình thành biên dạng xà gồ

Phương án 1: Bố trí con lăn tạo hình xà gồ nằm ngửa lên trên Con lăn trên đóng vai trò

là cối Biên dạng được hình thành từ dưới lên trên theo thư tự gấp mép rồi gấp thân, như hình3-11

Hình 3-11:Sơ đồ phương án uốn số 1.

1-Cắp bánh răng truyền động 2-Lô uốn trên 3-Đĩa xích 4-LÔ uốn dưới Phương án 2: Bố trícon lãn tạo xà gồ nằm úp Con lăn trên đóng vai trò như cốivà con lãn dưới đóng vai trò như

chày Ban đầu tạo gấp mép rồi đến tạo gấp thân

Hình 3-12: Sơ đồ phương án uốn số 2.

1-Cắp bánh răng truyền động 2-Lô uốn trên 3-Đĩa xích 4-LÔ uốn dưới Với hai phương

án, trên để tạo điều kiện cho quá trình uốn dễ dàng, mức độ biến dạng của yật liệu khả năng con lãn trục uốn được thuận lợi, sản phẩm tạo ra có hình dáng đẹp và dể cắt sản phẩm ta chọn phương án hai

Thiết lập biên dạng:

Với phương án đả chọn ta thực hiện lần lượt các lần uốn để tạo nên biên dạng cần thiếtcho xà gồ

Góc dưới hạn cho mổi lần uốn được tính theo công thức (2.7):

< arcsin[L /(e cot gl°25’)] < arcsin(Z / 40,4.e).

Ta tính toán cho loại xà gồ có kích thước lớn nhất: b=25 mm , c = 50 mm ,

Chọn a = 26°, yậy sau ba lần uốnđạt được góc là78°

Bước gấp thânrchọn sơ bộ khoảng cách giửa hai cặp lô uốn L=400mm

Chọn góc uốn cho mổi lần uố là a = 13°.

Sau 6 lần uốn góc đạt được là 78°

Qua các trục uốn cuối cùng thì sản phẩm được bóp nén, sửa đúng góc uốn trên chi tiếtuốn và nắn thăng bằng các con lãn côn để bóp khử tính đàn hồi của vật liệu và cho ra hình dạngđứng với thiết kế ban đầu

Với các con lăn trước đả tạo được gọc thân và góc mép đến 78°

Con lăn tiếp theo bóp thân và mép xà gồ đến 95°

Con lãn uốn thẳng góc thân và mép xà gồ

Con lăn tiếp theo bóp nắn quá để khử tính đàn hồi của vật liệu Góc bóp quá khoảng 2-ỉ-3° để tạo thành góc đúng hình dáng xà gồ sau khi đàn hồi

Con lăn cuối cùng uốn thẳng xà gồ

Ta có quá trình uốn thanh xà gồ(hình 3-13)

Như vậy qua phân tích trên máy uốn xà gồ ta thiết kế có 14 trục.

3.3 CHỌN PHƯƠNG ÁN TRUYỀN ĐỘNG VÀ CÁC PHƯƠNG ÁN BỐ TRÍ TRỤC UỐN: Chọn phương án bố trí truyền động cho trục chính:

Đe truyền động cho dây chuyền thì có nhiều phương án khác nhau ,tùy từng điềukiện và mức độ hiện đại của từng dây chuyền mà chọn phương án thích họp

Tuy nhiên có 2 phương án thường dùng nhất là:

Phương án 1: Truyền động bằng cơ khí

Phương án 2: truyền động bằng dầu ép

Truyền động bằng cơ khỉ cho cụm trục chính:

Sơ đồ như hình 3-14:

Hình 3-14 : Sơ đồ truyền động bằng cơ khí.

1-Động cơ điện 2-Nối trục 3-Hộp giảm tốc 4-Hộp phân lực

5- Thành máy 6- Hệ thống các con lãn uốn

Đặc điểm: + Khó khăn trong việc điều khiển tự động, đảo chiều chuyển động , chốngquá tải Tuy nhiên có thể sử dựng động cơ điện thay đổi tốc độ và hệ thống điều khiển tốc

độ bằng động cơ điện nhưng giá thành đắt

+ Mức độ an toàn thấp

+ Điều kiền bôi ươn khó khăn,bộ truyền gây ồn khi làm việc

+Kích thước lớn, trọng lượng lán cồng kềnh

Truyền động bằng đầu ép cho cụm trục chỉnh:

Sơ đồ nguyên lý hoạt động:

Hình 3-14: Sơ đồ truyền động bằng dầu ép.

- Động cơ điện 2- Bơm dầu 3- Van tràn 4- Van tiết lưu 5- Van điều khiển

6- Mô tơ thửy lực 7-Hộp phân lực 8- Hệ thống con lăn uốn 9- Thanh máy

10- Van một chiều 11 - Bể dầu

* Ưu điểm: + Có khả năng thực hiện điều chỉnh tốc độ chuyển động vô cấp chochuyển động chính, củng như các chuyển động phụ đảm bảo tốc độ cho cơ cấu chấphành.

+ Kích thước gọn nhẹ, trọng lượng và mômen quán tinh nhỏ

+ Dể đảo chiều quay, khả năng chông quá tải cao, mức độ an toàncho máy cao

+Dể dàng cho việc điều khiển tự động

+Tiện lợi cho việc bố trí các cơ cấu phụ, tránh ồn ào trong quá trình làm việc *Nhược điểm: + cấu tạo của bộ phận máy thủy lực phức tạp, đòi hỏi độ chính xác cao nên khó khăn trong việc chế tạo và lắp ráp,giá thành cao

+ Khả năng hoạt động phụ thuộc vào chât lượng dầu

Tư hai phương án trên, truyền động bằng dầu ép sẻ cho phép điều khiển dể dàng hơn

và có nhiều ưu việt hớn so với truyền động bằng cơ khí Do đó ta chọn phương án 2

Chọn hộp phân lực cho Cff cấu truyền động:

Hốp phân lực là bộ phận truyền động đến cho từng cụm lô uốn trên dây chuyền, cónhiều phương án truyền động cho trục uôn

Truyền động bằng bành răng trung gian:

Sơ đồ nguyên lý hình 5-3:

- Mô tơ thủy lực 2- Các bánh răng truyền lực trung gian

Các bánh răng truyền lực cho lô trục uốn.

Ưu điểm: + Kích thước nhỏ,khả năng tải lớn

+ Tỉ số truyền không thay đổi

+ Hiệu suất cao,có thể đạt 0,97 -ỉ-0,98

+ Tuổi thọ cao làm việc tin cậy

Nhược điểm: + Chế tạo tương đối phức tạp

+ Đòi hỏi độ chính xác cao

+ Gây tiếng ồn khi làm việc

Truyền động bằng trục vít- bánh vít:

Sơ đồ nguyên lý như hình 5-4:

1- Môtơ thủy lực 2- Khớp nối 3- Trục vít 4- Bánh vít ưu điểm: + Làm việc không ồn, êm

Truyền động bánh xích kết hợp với bánh răng:

Sơ đồ nguyên lý như hình 5-5:

Ưu điểm: + Có hiệu suất khá cao và lực tác dụng lên trục tương đối nhỏ và đồng đều.

+ Kích thước nhỏ gọn dể thay thế rẽ

+ Làm việc không trượt, chế tạo đĩa xích dễ

Nhược điểm: + Có tiếng ồn khi làm việc

+ Vận tốc tức thời của đĩa xích bị dẫn không ổn định

+ Yêu cầu chăm sóc thương xuyên

+ Chóng mòn, nhất là khi làm việc nơi nhiều bụi và bôi trơnkhông tốt

Hình 3-17: Sơ đồ truyền động bằng xích kết hợp với bánh răng.

1- Môtơ thủy lực 2-bánh xích 3- Xích 4- Cụm trục uốn

5- Bánh răngKết luận: Từ nhửng đặc điểm trên ta chọn bộ truyền xích và bộ truyền bánh răng kếthợp, vì nó cho năng suất cao, dể chế tạo, lắp ráp, sủa chửa và thay thế (vì bộ truyền xích đãđược tiêu chuẩn hóa và ngoài thị trường có nhiều) phù họp YỚi điều kiện nước ta

Chon hê thống truyền đồng cho hê thống dao cắt và đôt lỗ:

Hệ thống dao cắt và đột lỗ trong máy uốn xà gồ củng cần một lực tương đối lớn Daocắt ở trước và sau khác nhau Dao cắt sau dùng khi đả hình thành, còn dao cắt truớc là cắt théptấm

Hệ thong dao cắt trước và đột lỗ băng cơ khí:

Sơ đồ nguyên lý hình 5-6

1- Động cơ điện 2- Khớp nối 3- Bộ truyền đai 4- Ly hợpTrục khuỷu 6- Tay biên 7- Phanh 8- Lưỡi cắt 9- Bàn lưỡi cắt 10- Thanh trụ dẩn hướng.

Nguyên lý hoạt động: Động cơ (1) quay truyền chuyển động qua hộp giảm tốc và qua

bộ truyền đai (3) Chuyển động này tác động đến trục khuỷu (5) nhờ ly hợp (4) Trục (5) quaykéo theo tay biên (6) chuyển động và tác động đến lưỡi cắt (8) Khi tay biên (6) chuyển độnglên xuống thì dao cắt (8) trượt trên thanh trượt (10) để thực hiện việc chuyển động cắt và lùidao

Ưu điểm: Kết cấu đơn giản, dể chế tạo nên giá thành thấp, có thể tạo được lực cắt lớn.Nhược điểm: Khi làm việc gây ồn, làm việc không liên tục, lực phân bố không đều,tạorung động mạnh, khó điều khiển tự động

Truyền động bằng thủy lực:

Sơ đồ nguyên lýnhư hình 3-19:

1- Lưỡi cắt 2- Xylanh -pítông 3- Thanh trụ trượt dẩn hướng 4- Bàn cắtNguyên lý hoạt động: Khi pítông được đẩy đi xuống, trục pistông găn liền vơi lưỡi căt

và thanh ngang trượt trục trục dẩn hướng đi xuống thực hiện việc cắt Khi pistông đi lên thìmang cả dao đi lên việc cắt được thực hiện xong và chu kỳ được lặp lại để cắt các lần tiếp theo

Ưu điểm: Tác động nhanh, có tính đàn hồi và điều chỉnh lực cắt dể dàng bằng cách thayđổi áp suất dầu Dể tự động hóa, tạo lực dập lớn và ổn định

Nhược điểm: Giá thành cao, khó chế tạo, các bộ phận tạo áp lực, các bộ phận chi tiếtđòi hỏi chế tạo chính xác

Từ 2 phương án trên ta thấy hệ thống dao cắt bằng dầu ép cho phép điều khiển dễ dànghơn so với dao cắt truyền động bằng trục khuỷu Do đó ta chon hệ thống dao cắt bằng thủylực

Hệ thống dao cắt sau:

Hệ thông dao căt trước ta chon hệ thống dao cắt bằng thủy lực do đó hệ thống dao cắtsau ta củng chọn bằng thủy lực

Sơ đồ nguyên lý hình 5-8:

Hình 3-20: Sơ đồ hệ thống cắt sau piston 2-chốt 3-lưỡi cắt

1-xilanh-rãnh trượt dẩn hương 5- lo xo

Từ sơ đồ biên dạng xà gồ (hình 4-7) ta có 14 trục uốn, trong đó :

+Trục 1: uốn sửa phang và cuốn phôi vào

uốn quá lớn sẻ làm góc uốn sản phẩm bị nứt, đứt rời làm chất lượng sản phẩm giảm xuốngđáng kể Còn nếu tốc độ uốn quá chậm thì ảnh hưởng đến năng suất, hiệu quả kinh tế.

Theo kinh nghiệm thực tế người ta thường chọn vận tốc uốn xà gồ khoảng

v=0.25^0,3(m/s)

Ta chọn vận tốc uốn xà gồ cho máy là v=0,3(m/s)

Giới thiệu sơ đồ động máy uốn xà gồ:

Sơ đồ như hình 3-21 và 3-22:

.8

L

nrÍ=L

\

Hình 3-21: Sơ đồ động máy uốn xà gồ.