Nghiên cứu, tính toán, thiết kế máy tự động dập xẻ lưới phục vụ trong ngành công nghiệp và kiến trúc

Biểu đồ phân bố ứng suất theo chiều dày của phôi ở các giai đoạn Hình 2.10c: Vị trí của lớp trung hoà biến dạng Hình 2.11: Các bước cắt trích dập kéo giãn để tạo thành lưới... Lưới B40

CHƯƠNG I: GIỚI THIỆU VỀ MÁY DẬP XÉ LƯỚI TỰ ĐỘNG

1.1 Giới thiệu về các sản phẩm lưới thép:

1.2 Nguyên lý tạo lưới thép tấm

1.2.1 Định nghĩa:

1.2.2 Thông số hình học lưới:

1.2.3 Cơ sở tạo hình lưới:

1.2.4 Ứng dụng của sản phẩm trong thực tế:

1.3 Giới thiệu về máy dập xé lưới:

1.3.1 Một số loại máy dập xé lưới trên thế giới:

1.3.2 Các thông số cơ bản của máy dập xé lưới:

CHƯƠNG II: CƠ SỞ LÝ THUYẾT TÍNH TOÁN CÔNG NGHỆ

2.1 Nguyên công cắt

2.2 Nguyên công uốn

2.3 Công nghệ dập kéo giãn lưới

2.3.1 Công nghệ dập xé, kéo giãn lưới thép

2.3.1 Nghiên cứu các thông số ảnh hưởng đến công nghệ dập kéo giãn lưới

CHƯƠNG III: TÍNH TOÁN ĐỘNG HỌC VÀ TĨNH HỌC CỦA MÁY

3.1 Sơ đồ động của máy

3.2 Tính động học:

3.3 Tính toán tĩnh học của máy:

3.3.1 Tính lực công nghệ của máy:

3.3.2 Lực tác dụng lên trục khuỷu:

3.3.3 Tính momen:

CHƯƠNG IV: TÍNH TOÁN NĂNG LƯỢNG CỦA MÁY

4.1 Tính năng lượng của máy dập:

4.1.1 Sự tiêu tốn năng lượng:

4.1.2 Sự tiêu tốn năng lượng trong hành trình công tác:

4.1.3 Sự tiêu tốn năng lượng trong hành trình không tải:

4.1.4 Hiệu suất của máy ép:

4.2 Xác định công suất và momen quán tính bánh đà:

4.2.1 Tính chọn động cơ:

4.2.1.1 Xác định thời gian của 1 chu trình:

4.2.1.2 Xác định công suất động cơ theo chu trình

4.2.2 Chọn động cơ:

4.3 Tính momen quán tính bánh đà:

CHƯƠNG V: TÍNH TOÁN MỘT SỐ BỘ TRUYỀN CHÍNH

5.1 Phân phối tỉ số truyền:

5.3.1.2 Tính bánh răng theo biến dạng dẻo cho phép của răng:

5.3.1.3 Tính bánh răng xuất phát từ độ bền mỏi của răng khi uốn:

5.3.1.4 Tính bánh răng theo sức bền mỏi mặt răng:

5.3.1.5 Lực tác dụng lên đầu trượt cho phép bởi độ bền bánh răng:

5.3.2 Tính bộ truyền bánh răng dẫn động nhỏ:

5.4 Bộ truyền bánh răng giữa 2 trục kéo phôi:

5.5 Hệ thống khí nén nâng đầu trượt của máy:

5.5.1 Tính toán hệ thống nâng đầu trượt:

5.5.2 Thiết bị hệ thống khí nén cung cấp cho máy:

CHƯƠNG VI: TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ TRỤC KHUỶU, LI HỢP

VÀ THÂN MÁY

6.1 Tính toán và thiết kế trục khuỷu:

6.1.1 Chọn kiểu và vật liệu chế tạo trục khuỷu:

6.1.2 Tính toán sơ bộ kích thước trục khuỷu:

6.1.3 Kiểm nghiệm độ bền của trục khuỷu:

6.3.2.3 Chia lưới và đặt điều kiện biên

6.3.2.4 Giải bài toán

DANH MỤC CÁC HÌNH

Hình 1.1: Các dạng lưới thép hiện nay

Hình 1.2 Các bước tạo thành lưới

Hình 1.3: Thông số hình học lưới

Hình 1.4: Các loại dao cắt trên, dao cắt dưới

Hình 1.5: Một số ứng dụng của lưới thép tấm trong ngành xây dựng

Hình 1.6: Một số ứng dụng của lưới thép tấm trong ngành giao thông

Hình 1.7: Một số ứng dụng của lưới thép tấm trong ngành đóng tàu

Hình 1.8: Một số ứng dụng của lưới thép tấm trong nghệ thuật

Hình 1.9 Dây truyền máy dập lưới của hãng Karl Eugen Fischer – Đức

Hình 1.10 Máy dập lưới của hãng Hebei Jinan – Trung Quốc – chiều dày dập

tối đa 2.5mm, rộng 1.5 m

Hình 1.11 Dây truyền dập xé lưới tự động – Đài Loan

Hình 1.12: Máy dập xé lưới tự động

Hình 2.1 Sơ đồ tác dạng lực khi cắt và hình dạng lưỡi cắt

Hình 2.2 Các giai đoạn của quá trình cắt

Hình 2.3 Bề mặt bên của phần kim loại được cắt ra

Hình 2.4 Sơ đồ các bước cắt phôi không có chặn Hình 2.5 Sơ đồ nguyên lý cắt

phôi có chặn

Hình 2.6 Sơ đồ cắt phôi bằng chày vát

Hình 2.7 Bề mặt vật liệu cắt

Hình 2.8 Sơ đồ tác dụng lực khi uốn

Hình 2.9 Sơ đồ uốn phôi dải hẹp và dải rộng

Hình 2.10 Biểu đồ phân bố ứng suất theo chiều dày của phôi ở các giai đoạn

Hình 2.10c: Vị trí của lớp trung hoà biến dạng

Hình 2.11: Các bước cắt trích dập kéo giãn để tạo thành lưới

Hình 3.3: Đồ thị hành trình Sα

Hình 3.4: Độ thị vận tốc Vα

Hình 3.5:Đồ thị gia tốc Jα Hình

Hình 3.6: Sơ đồ lực tác dụng khi chêm làm việc

Hình 3.7: Kích thước làm việc của chêm

Hình 3.8: Đồ thị cánh tay đòn ma sát

Hình 4.1: Đồ thị năng lượng của máy

Hình 4.2: Đồ thị lực của quá trình cắt hình, đột lỗ

Hình 5.1 : Các thông số cơ bản của túi khí nén

Hình 5.2 : Các kích thước cơ bản của túi khí nén

Hình 5.3: Hình ảnh về van tràn

Hinh 6.1: Kết cấu trục khuỷu

Hình 6.2: Đồ thị điều kiện bền của trục khuỷu tại tiết diện B-B

Hình 6.3: Hình 3D mô phỏng kết cấu thân máy

Hình 6.4: Mô hình 3D khung thân máy xé lưới

Hình 6.5: Mô hình 3D vách máy, kích thước bao 2200 x 1300 x 550 (mm) thép

tấm dầy 15 mm

Hình 6.6: Chia lưới khung thân máy xé lưới

Hình 6.7 Sơ đồ đặt lực lên hệ thống khung

Hình 6.8 Ứng suất Von Mises ở khung máy

Hình 6.9: Mô hình 3D khung thân máy xé lưới được tăng cường gân và tăng

cứng khung

Hình 6.10 Ứng suất Von Mises ở khung máy

Hình 6.11 Biến dạng của khung máy

Ưu điểm của lưới thép kéo dãn:

1 Mục đích, đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu

Mục đích nghiên cứu: Tìm hiểu về máy dập xé lưới tự động Thiết kế được sơ đồ động

học và tính toán thiết kế bản vẽ máy từ đó có thể làm cơ sở để chế tạo nhằm thay thế máy ngoại nhập

Đối tượng nghiên cứu và phạm vi nghiên cứu

- Nghiên cứu tổng quan về công nghệ, tính toán công nghệ dựa trên cơ sở lý thuyết dập cắt, uốn…

- Nghiên cứu , tính toán và thiết kế máy

3 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài

và thời gian thi công

CHƯƠNG I:

GIỚI THIỆU VỀ MÁY DẬP XÉ LƯỚI TỰ ĐỘNG

1.1 Giới thiệu về các sản phẩm lưới thép:

Ngày nay, tại nước ta và trên thế giới lưới thép được ứng dụng rất nhiều trong thực

tế, trong các lĩnh vực trong cách ngành công nghiệp, kiến trúc, giao thông Dưới đây là một số loại lưới được sử dụng phổ biến nhất hiện nay:

Lưới gai

Lưới hàn

Lưới B40

Lưới dập xé

Hình 1.1: Các dạng lưới thép hiện nay

Lưới thép tấm là một trong những dạng lưới có mặt trên thị trường hiện nay, được sử dụng trong các ngành công nghiệp và hiện nay còn được sử dụng ngày càng phổ biến trong cả ngành

dạng về mẫu mã, tính thẩm mỹ cao đáp ứng được rất nhiều tiêu trí khắt khe nhất của đơn vị sử

dụng, và đặc biệt có khả năng tự động hóa quá trình sản xuất lưới chính vì thế giá thành cũng

là một ưu điểm của lưới thép tấm

1.2 Nguyên lý tạo lưới thép tấm

1.2.1 Định nghĩa:

Lưới thép tấm kéo giãn là một công nghệ tạo lưới bằng cách tác dụng lực dập để cắt sau

đó kéo giãn phôi tấm ban đầu thành dạng lưới, các mắt lưới được liên kết với nhau bởi hàng loạt các thanh kim loại là phần kim loại chưa bị cắt đứt

Lưới tạo thành bền hơn, trọng lượng nhẹ hơn và cứng hơn hơn so với các kim loại cơ bản ban đầu Mắt lưới thông thường được hình thành có dạng kim cương

Hình 1.3: Thông số hình học lưới

LWM: Đường chéo dài

SWM: Đường chéo ngắn

Strand width: Bước tiến phôi

Thickness: Chiều dày phôi

Knuckle: Chiều dài mạch nối

1.2.3 Cơ sở tạo hình lưới:

Thép tấm hoặc thép cuộn được cắt bằng lưỡi dao trên có biên dạng như mắt lưới thép

và dao dưới phẳng Dao dưới cố định, dao trên chuyển động lên xuống ( hành trình bằng ½ đường chéo ngắn) kết hợp với chuyển động lắc ngang ( hành trình bằng ½ đường chéo dài), phôi tịnh tiến vào theo bước tiến

Hình 1.4: Các loại dao cắt trên, dao cắt dưới

Thép cắt đứt và kéo giãn ở phần mắt lưới, giữa các mắt lưới được liên kết lại với nhau bằng phần thép không bị cắt đứt

Quá trình cắt xé lưới là quá trình liên tục, phôi phẳng sau khi dập tạo lưới sẽ nhận được biên dạng theo yêu cầu, đặc biệt trong quá trình dập thì lớp sơn mạ bảo vệ ít bị phá hỏng tại bất kỳ vị trí nào và có khả năng giữ nguyên chức năng bảo vệ ban đầu

Đối với nhà máy hoạt động với quy mô lớn thì sau khi dập xong lưới sẽ được đem đi xử

lý chống oxy hóa bề mặt bằng cách sơn phủ hay mạ kẽm bề mặt Biên dạng lưới được hình thành biên dạng của dao trên kết hợp với chuyển động dịch ngang, dao dưới cố định

1.2.4 Ứng dụng của sản phẩm trong thực tế:

Lưới thép kéo giãn có rất nhiều ưu điểm như: kiểu dáng đẹp, chịu va đập, chịu tải trọng tốt, nhẹ thoáng phù hợp với nhiều ứng dụng trong công nghiệp và dân dụng Lưới thép còn được sản xuất bằng các chất liệu khác nhau như: Inox, nhôm, đồng, để phục

vụ mọi lĩnh vực như:

- Xây dựng các khu công nghiệp, các công trình công cộng và dân dụng

- Sử dụng trong gia công chế tạo cho ngành Công nghiệp đóng tầu, công nghiệp dầu khí, Sản xuất Xi măng, khai thác khoáng sản,

- Phục vụ cả trong lĩnh vực môi trường, chăn nuôi và nhiều ứng dụng khác

* Ứng dụng trong ngành xây dựng dân dụng

Hình 1.5: Một số ứng dụng của lưới thép tấm trong ngành xây dựng

* Ứng dụng trong ngành giao thông

Hình 1.7: Một số ứng dụng của lưới thép tấm trong ngành đóng tàu

* Ứng dụng trong ngành trang trí, kiến trúc…

1.3.1 Một số loại máy dập xé lưới trên thế giới:

Trên thế giới có máy dập xé lưới đã xuất hiện từ cách đây khoảng 20 năm với nhiều kiểu dáng công suất khác nhau Cấu tạo của máy cũng rất đa dạng, khác nhau cơ bản về cách thức liên động của chuyển động của đầu trượt với cơ cấu cấp phôi của máy

và cơ cấu dịch dao ngang Dưới đây la một số hình ảnh về các loại máy dập xé lưới trên thế giới:

Hình 1.9 Dây truyền máy dập lưới của hãng Karl Eugen Fischer – Đức

Hình 1.10 Máy dập lưới của hãng Hebei Jinan – Trung Quốc – chiều dày dập tối đa

2.5mm, rộng 1.5 m

Hình 1.11 Dây truyền dập xé lưới tự động – Đài Loan

Tuy nhiên nhược điểm của những dòng máy trên là không sản xuất được nhiều loại lưới, giới hạn về kích thước, năng suất và độ an toàn không cao

Ngày nay, trên thế giới đã có những loại máy dập xé lưới hiện đại, được điều khiển

tự động hoàn toàn, sản phẩm đa dạng, có độ chính xác cao

Máy xé lưới được thiết kế trong luận văn này được điều khiển bằng PLC, độ an toàn

độ chính xác và năng suất cao, có khả năng gia công đước lưới thép với kích thước chiều dài hàng trăm mét, với hình dạng mắt lưới đa dạng, chiều rộng tấm lưới tối đa 1500mm, chiều dày tối đa là 8mm

- Tốc độ tối đa của đầu trượt: 200 nhát/phút

- Chiều dày tối đa: 8mm

- Chiều rộng của lưới théptối đa: 1500mm

Chúng ta chỉ khảo sát những nguyên công chủ yếu, thông dụng nhất được sử dụng trong chế tạo máy, nhằm xác định lĩnh vực sử dụng chúng và xác định các thông số cần thiết cho việc tính toán công nghệ

Phân loại các phương pháp cắt :

- Cắt vật liệu tấm bằng máy cắt dao song song

- Cắt vật liệu tấm bằng máy cắt dao nghiêng

- Cắt vật liệu tấm bằng máy cắt dao đĩa

Trong quá trình tách phần kim loại này ra khỏi một phần kim loại khác có thể chia thành các giai đoạn riêng biệt (hình 2)

Hình 2.2 Các giai đoạn của quá trình cắt

Ở giai đoạn đầu của quá trình cắt biến dạng dẻo tập trung ở mép làm việc của lưỡi cắt sau đó ổ biến dạng bao quanh lưỡi cắt (hình 2.2a)

Giai đoạn 2 bắt đầu khi có sự dịch chuyển tương đối giữa phần này đối với phần kia của tấm (hình 2.2b) Ở giai đoạn này nó tạo ra bề mặt phẳng nhẵn, sáng bóng và được san phẳng bởi lực ma sát F hướng dọc theo bề mặt bên của lưỡi dao

Do sự tiến lại gần nhau của các lưỡi cắt, mức độ biến dạng tăng lên và khi đó tính dẻo của kim loại bị mất đó bắt đầu giai đoạn 3 Các vết nứt xuất hiện, phát triển và phá huỷ kim loại cho đến khi kết thúc quá trình tách phần vật liệu này ra khỏi phần vật liệu khác của tấm (hình 2.2c) Sự phá huỷ kim loại xảy ra ở phía trước mép làm việc của lưỡi dao trong tấm, vì thế các vết nứt được gọi là các vết nứt phá vỡ trước

Sự đứt vỡ bắt đầu khi lưỡi dao ép sâu vào trong tấm đến một chiều sâu h xác định Chiều sâu h này tuỳ thuộc vào tính chất cơ lý của kim loại và chiều dày S của tấm, nó được xác định bằng thực nghiệm và thay đổi trong khoảng từ 0,2 0,8 chiều dày S của phôi, nếu vật liệu càng dẻo thỡ h càng lớn

Chúng ta có thể thấy rõ các giai đoạn của quá trình cắt được đặc trưng bởi hình dạng của bề mặt cắt (hình 2.3)

Hình 2.3 Bề mặt bên của phần kim loại được cắt ra

Vùng I là vùng bị uốn của tấm là do các lớp kim loại liền kề với bề mặt cắt (dọc theo chiều rộng của tấm) bị bao trùm bởi biến dạng dẻo mà biến dạng này thay đổi từ giá trị không ở lớp giới hạn ngoài cùng đến giá trị cực đại ở bề mặt bị tách ra, hơn nữa mức độ của sự thay đổi này lại xảy ra theo một quy luật hàm số mũ

Vùng II là vùng có bề mặt sáng bóng, được san phẳng bởi lực ma sát

Vùng III là vùng bề mặt nứt vỡ được tạo ra do sự xuất hiện và phát triển của các vết nứt Các vết nứt này tạo với bề mặt của tấm một góc  xác định và được gọi là góc nứt tự nhiên Giá trị của góc  = (4  6)0 tuỳ thuộc vào tính chất cơ lý của vật liệu

Tuỳ thuộc khe hở giữa các lưỡi cắt Z và độ lún sâu của lưỡi dao vào chiều dày tấm h tại thời điểm bắt đầu sự phá huỷ, các vết nứt vỡ xuất phát từ các mép làm việc của lưỡi dao trên và dưới có thể song song với nhau hoặc gặp nhau Khi các vết nứt ở mép làm việc của các lưỡi cắt gặp nhau thì trị số khe hở Z là tối ưu bởi vì khi đó chất lượng mặt cắt là tốt nhất, mặt cắt phẳng và nhẵn

Trị số khe hở tối ưu được xác định nếu biết được giá trị của h và 

Ztối ƣu = (S - h)tg Phân tích công thức (2.1) chúng ta có thể thấy rằng trị số khe hở tối ưu sẽ tăng lên khi chiều dày vật liệu tăng và giảm trị số h (như vậy vật liệu càng dẻo thì trị số khe hở tối ưu càng nhỏ)

Chiều cao tương đối của dải sáng h/S tuỳ thuộc vào loại vật liệu phôi và tốc độ biến dạng Giá trị của tỷ số h/S có thể được xác định theo công thức kinh nghiệm Ví dụ đối với thép 08K (khi b = 300MPa) ta có:

h/S = 0,76 - 0,035.S - 0,0014.n trong đó: n - số hành trình/phút của máy ép

Trên thực tế trị số khe hở tối ưu Ztối ƣu được xác định theo các số liệu trên cơ sở thực nghiệm và những kinh nghiệm của những nhà máy tiên tiến Đối với thép mềm trị

số khe hở tối ưu thay đổi tuỳ thuộc vào chiều dày vật liệu từ 0,02 (khi

S = 0,25) đến 0,82 (khi S = 12,5)

Một cách gần đúng có thể coi rằng với S  4 thì:

Ztối ƣu = (0,03  0,06) mm

Theo số liệu kinh nghiệm của hãng ERFURT khi cắt trên máy cắt tấm dao nghiêng

Ztối ƣu = 1/30 chiều dày vật liệu

Cắt vật liệu tấm bằng khuôn

a) Cắt tự do

Hình 2.4 Sơ đồ các bước cắt phôi không có chặn

b) Cắt có chặn

Hình 2.5 Sơ đồ nguyên lý cắt phôi có chặn

c) Cắt bằng chày, cối có mép nghiêng

Để giảm lực biến dạng khi cắt, đột người ta sử dụng nhiều phương pháp khác nhau như: cắt từng phần theo đường bao cắt; đột bằng các chày có chiều dài khác nhau; cắt đột bằng chày và cối có mép nghiêng

Khi cắt đột bằng chày cối có mép cắt nghiêng, quá trình cắt không xảy ra đồng thời trên toàn bộ đường bao của chi tiết mà xảy ra tuần tự giống như khi cắt trên máy cắt dao nghiêng Do đó lực cắt đột có thể giảm đi (3040)%

Hình 2.7 Bề mặt vật liệu cắt

2.2 Nguyên công uốn

Uốn là một nguyên công nhằm biến đổi các phôi có trục thẳng thành các chi tiết có trục cong

Ví dụ:

Nguyên công uốn được thực hiện trên các máy ép trục khuỷu, máy ép thuỷ lực, máy uốn tấm nhiều trục (máy lốc tấm), máy uốn prôfin chuyên dùng để uốn có kéo và các máy uốn tự động vạn năng

Uốn bằng khuôn trên các máy ép trục khuỷu được sử dụng nhiều nhất trong chế tạo máy Quá trình uốn trên khuôn do tác dụng đồng thời của cả chày và cối với các điểm đặt lực P và Q ở một khoảng nhất định (hình 2.8)

Hình 2.8 Sơ đồ tác dụng lực khi uốn

Lực P và Q sẽ tạo ra mômen uốn làm thay đổi hình dạng của phôi Trong quá trình uốn độ cong của phần phôi bị biến dạng sẽ tăng lên và tại vùng biến dạng xảy ra quá trình biến dạng khác nhau ở hai phía của phôi; các lớp kim loại ở phía mặt ngoài góc uốn thì bị kéo còn các lớp bên trong thì bị nén Khi giảm bán kính uốn, biến dạng dẻo sẽ bao trùm toàn bộ chiều dày phôi Hình dạng của vùng biến dạng dẻo và độ dài của nó khi góc uốn  = 900 gần bằng 1/4 tay đòn uốn l được chỉ ra như trên hình 2.8

Sau khi uốn hình dạng và kích thước tiết diện ngang của phôi tại vùng uốn bị thay đổi Sự thay đổi tiết diện ngang của phôi sẽ càng lớn khi bán kính uốn r càng nhỏ

Hình 2.9 Sơ đồ uốn phôi dải hẹp và dải rộng

Sự thay đổi tiết diện ngang tại vùng uốn là do biến dạng dẻo theo bán kính chày với điều kiện thể tích không đổi đã kéo theo biến dạng dẻo ngược dấu theo một hoặc hai hướng tương ứng vuông góc: hướng kính và hướng trục

Khi uốn các phôi dải hẹp (dạng gân) có tiết diện ngang hình chữ nhật thì sau khi uốn tiết diện ngang của phôi tại vùng uốn sẽ bị biến dạng và trở thành hình thang (hình 2.9 a) Khi đó chiều dày của phôi tại vùng uốn giảm đi S < S0 và khi mức độ biến dạng lớn (bán kính uốn nhỏ) tiết diện ngang của phôi tại vùng uốn có độ cong ngang

Khi uốn phôi dải rộng (b >> 3S) hoặc có dạng tấm thì tiết diện ngang của phôi hầu như không thay đổi mà chỉ bị giảm chiều dày đi một chút (hình 2.9 b)

Trạng thái ứng suất tại vùng uốn đặc trưng bởi ứng suất pháp  theo hướng tiếp tuyến

và  theo hướng kính Ứng suất  là do các thớ dọc của phôi ép lên nhau Ngoài ra khi uốn các phôi rộng còn có thành phần ứng suất  theo hướng trục Sự xuất hiện thành phần ứng suất này là do biến dạng đàn hồi của các phần tử của phôi (theo chiều rộng) nằm cách mép của phôi một khoảng nào đó (hình 2.9b)

Khi uốn phôi dải rộng (khác với uốn phôi dải hẹp) biến dạng theo phương ngang hầu như không đáng kể do trở lực biến dạng theo phương ngang rất lớn Vì vậy khi uốn phôi dải rộng trạng thái ứng suất là khối còn trạng thái biến dạng là phẳng Khi uốn phôi dải rộng có thêm thành phần ứng suất a là do trở lực liên kết của các phần tử kim loại Trong vùng kéo, ứng suất chiều trục a là ứng suất kéo, còn ở vùng nén a là ứng suất nén Bề mặt phân chia giữa vùng kéo và vùng nén gọi là mặt trung hòa ứng suất

Khi uốn phôi dải hẹp, ứng suất chiều trục rất nhỏ so với ứng suất chảy nên có thể

bỏ qua (a  0) Vì vậy uốn phôi dải hẹp, trạng thái ứng suất có thể coi là trạng thái ứng suất phẳng

Giá trị và sự phân bố ứng suất trong vùng biến dạng dẻo tùy thuộc vào bán kính cong của phôi uốn Ở giai đoạn đầu bán kính cong của phôi lớn, phôi chỉ bị biến dạng đàn hồi và giai đoạn này gọi là uốn đàn hồi Quá trình uốn đàn hồi đã được nghiên cứu khá tỷ mỉ và đầy đủ trong các giáo trình Sức bền vật liệu

Hình 2.10 Biểu đồ phân bố ứng suất theo chiều dày của phôi ở các giai đoạn

a - Uốn đàn hồi dẻo b - Uốn dẻo hoàn toàn c - Lớp trung hoà biến dạng

Nếu chúng ta tiếp tục uốn, bán kính uốn giảm dần, các lớp kim loại ở xa tâm phôi bắt đầu bị biến dạng dẻo Khi đó ứng suất tiếp tuyến  trong các lớp này đạt đến giá trị ứng suất chảy Giai đoạn này được gọi là giai đoạn uốn đàn hồi dẻo Biểu đồ phân bố ứng suất  được biểu diễn trên hình 2.10a

Nếu tiếp tục giảm bán kính uốn thì vùng biến dạng dẻo sẽ tăng lên còn vùng biến dạng đàn hồi giảm đi và khi tỷ số r/S  5 thì hầu như toàn bộ tiết diện ngang của phôi ở trạng thái dẻo, bắt đầu giai đoạn uốn dẻo hoàn toàn Ở giai đoạn này xảy ra sự dịch chuyển rõ rệt của lớp bề mặt trung hòa ứng suất về phía các thớ bị nén của phôi, sự dịch chuyển này sẽ tăng lên khi bán kính uốn giảm Biểu đồ phân bố ứng suất ,  và atheo chiều dày của phôi ở giai đoạn uốn dẻo hoàn toàn được chỉ ra trên hình 2.10b

Ở giai đoạn uốn dẻo hoàn toàn do có sự dịch chuyển của lớp trung hoà ứng suất, nên ở vùng biến dạng sẽ tồn tại một vùng biến dạng không đơn điệu Nghĩa là có những lớp kim loại ở thời điểm trước đó thuộc vùng nén, nhưng sau đó lại chịu kéo Giữa các lớp này sẽ tồn tại một lớp mà biến dạng nén trước đó sẽ bằng biến dạng kéo tại thời

2.10c)

Hình 2.10c: Vị trí của lớp trung hoà biến dạng

Bán kính cong của lớp trung hoà được xác định tuỳ thuộc vào mức độ biến dạng

và loại vật liệu khi uốn Những đặc trưng về năng lượng khi uốn (mômen uốn, lực biến dạng) cũng như biến dạng đàn hồi của phôi (xuất hiện sau khi bỏ tải trọng) được xác định một cách gần đúng với một giai đoạn nhất định của quá trình uốn có liên quan đến mức độ thay đổi bán kính uốn: trạng thái ứng suất biến dạng của ổ biến dạng, trị số ứng suất và bán kính cong của mặt trung hoà

KÍCH THƯỚC CỦA PHÔI KHI UỐN

Độ dài của phôi khi uốn tại một góc uốn được xác định trên cơ sở cân bằng với độ dài của lớp trung hoà biến dạng Do vậy đối với một chi tiết uốn, độ dài của phôi sẽ bao gồm: tổng độ dài của các phần cạnh thẳng và tổng độ dài của các phần cung cong là các bán kính cong của lớp trung hoà biến dạng tại các góc uốn

i i

l

1

1

1  180  trong đó:

2.3 Công nghệ dập kéo giãn lưới

2.3.1 Công nghệ dập xé, kéo giãn lưới thép

Phôi tấm được cắt trích và kéo dãn tạo thành lưới

Hình 2.11: Các bước cắt trích dập kéo giãn để tạo thành lưới

Khi tính toán thiết kế công nghệ để dập tạo hình sản phẩm lưới, tùy theo từng kích thước và hình dạng sản phẩm, ta phải tính toán tất cả các thông số để tạo ra sản phẩm đạt yêu cầu

2.3.2 Nghiên cứu các thông số ảnh hưởng đến công nghệ dập kéo giãn lưới

a Thông số hình học lưới

Hình 2.12: Thông số hình học lưới

L0: Đường chéo phôi dài ban đầu

K: Chiều dài mạch nối

L1: Chiều dài phôi sau khi dập và kéo dãn

Để đảm bảo lưới được dập xé và kéo giãn đảm bảo yêu cầu kỹ thuật, thông số đầu tiên ảnh hưởng là:

* Độ giãn dài tương đối của phôi: ( L1-L0 ) / L0, độ giãn dài tương đối này phụ thuộc vào bước tiến của phôi và chiều dày vật liệu, vật liệu

Hình 2.13: Biểu đồ kéo

Khi tính toán cho từng loại lưới, ta tính toán thông số lưới, ta phải tính toán độ giãn dài tương đối của phôi trong đoạn thẳng OA

* Chiều dài mạch nối: ảnh hưởng đến lực liên kết giữa các mắt lưới

Như vậy, thông số hình học lưới ảnh hưởng rất lớn đến hình dạng kích thước của lưới

Để tính toán thiết kế hình dạng lưới ta phải tính toán đến các thông số hình học, các

thông số này là một hàm f, với các biến là: L, S, St, T, K

Hình 2.15: Hình dạng sản phẩm ( phụ thuộc vào hình dạng của dao)

Với các hình dạng của dao khác nhau, sẽ tạo ra các sản phẩm khác nhau Hình dạng dao quyết định chiều dài liên kết giữa các mắt lưới Lực kéo giãn và hình dạng dao cắt

là hai thông số

TÍNH TOÁN ĐỘNG HỌC VÀ TĨNH HỌC CỦA MÁY

3.1 Sơ đồ động của máy

Hình 3.1 Sơ đồ động của máy

Chọn dạng truyền dẫn cho máy:

Máy dập xé lưới chọn có cơ cấu truyền dẫn là dạng chuyển động phụ thuộc vào

độ lệch tâm của trục khuỷu nên có hành trình cố định

 Bố trí các bộ truyền của máy:

1 2

4

5 8 9

10

6

7

12 11

14 17

16

15

13

Hình 3.1: Bố trí các bộ truyền của máy

Nguyên lý hoạt động: Năng lượng được cấp từ động cơ servo 1, truyền dẫn qua bộ truyền đai 2,

đến ly hợp 3, qua bộ truyền đai số 4 tới trục nhỏ 5, tại trục nhỏ 5 được truyền sang 2 cặp bánh răng 6 và 7, tới hai trục lệch tâm 9 và 10 kết hợp với chêm để tạo ra chuyển động lên xuông theo phương thẳng đứng của ụ dao trên 11, từ một đầu của trục lệch tâm 9 năng lượng được dẫn qua bộ truyền xích 12 tới cặp bánh răng số 13, tạo thành chuyển động lắc của thanh 14

nhịp nhàng và chính xác trong quá trình vận hành

3.2 Tính động học:

Máy dập xé lưới thuộc loại máy dập trục khuỷu, sử dụng kết cấu trục khuỷu lệch tâm, không sử dụng cơ cấu tay biên so với cơ cấu trục khuỷu tay biên thông thường, nên quá trình tính toán động học sẽ đơn giản hơn so với máy trục khuỷu thông thường

Cơ cấu lệch tâm của trục khuỷu:

Hình 3.2: Sơ đồ động của cơ cấu lệch tâm của máy

 Phân tích cơ cấu:

Ta có Smax    2 R 100 mm

 R50mm

- Công thức tính hành trình của đầu trượt là :

S   R R cos   50(1  c os ) 

Trong đó: - S : là hành trình của đầu trượt tại vị trí góc quay α của trục khuỷu

- α : Góc hợp bởi trục khuỷu so với phương thẳng đứng

- Vận tốc V :

Đạo hàm hành trình S ta có:

Vα -525 -909.33 -1050 -909.33 -525 0

Jα -19095.9 -11025 0 11025 19095.9 22050

Hình 3.3: Đồ thị hành trình S α

Hình 3.4: Độ thị vận tốc V α