Thiết kế máy cắt thép tấm

Trong đó nhu cầu về sử dụng thép tấm rất lớn tuy nhiên do nguyên liệu phôi có kích thước khá lớn khó khăn cho quá trình chế tạo các chi tiết máy, đồng thời với nhiều phương pháp cắt khôn

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

KHOA CƠ KHÍ

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

ĐỀ TÀI:

THIẾT KẾ MÁY CẮT THÉP TẤM

Người hướng dẫn: ThS LƯU ĐỨC HÒA

Sinh viên thực hiện: PHẠM VĂN QUYỀN

Đà Nẵng, 2018

MỞ ĐẦU

1 Mục đích thực hiện và mục tiêu của đề tài

Trong thời đại công nghiệp hoá và hiện đại hoá đất nước khi nhu cầu về đời sống của con người càng được nâng cao thì nền kinh tế cần phải kịp thời đáp ứng đầy

đủ những nhu cầu đó mà đặc biệt là công nghiệp cơ khí nắm vai trò chủ yếu trong việc tạo ra sản phẩm Ở một khía cạnh khác, thì ngành công nghiệp tạo phôi lại đóng một vai trò chủ chốt, là khâu cơ bản đầu tiên trong quy trình sản xuất cơ khí tạo phôi góp phần tạo ra nguyên liệu cho quá trình gia công cơ Trong đó nhu cầu về sử dụng thép tấm rất lớn tuy nhiên do nguyên liệu phôi có kích thước khá lớn khó khăn cho quá trình chế tạo các chi tiết máy, đồng thời với nhiều phương pháp cắt không đảm bảo được năng suất cũng như chất lượng của sản phẩm do đó để đáp ứng nhu câu về thép tấm em đã đề xuất phương án thiết kế máy cắt thép tấm

2 Phạm vi nghiên cứu của đề tài tốt nghiệp

Các thiết bị máy móc để cắt thép tấm hiện nay trên thị trường có nhiều chủng loại 3cũng như phương pháp cắt khác nhau, tùy thuộc vào nhu cầu người sử dụng cũng như giá cả, năng suất yêu cầu.Và mục đích thiết kế máy cắt thép tấm nhằm cải thiện năng suất cũng như chất lượng của sản phẩm trong các nhà máy xí nghiệp

3 Phương pháp nghiên cứu

Ở đây là tự tìm tòi tài liệu từ các nguồn đã được công khai theo quy định và cộng sát thực tiễn để thiết kế một máy hoàn chỉnh

4 Cấu trúc đồ án tốt nghiêp

a Phần lý thuyết

+ Giới thiệu về sản phẩm, cơ sở biến dạng dẻo kim loại trong quá trình cắt

+ Các loại máy cắt thép tấm và phương án thiết kế

b Phần tính toán thiết kế

+ Lập sơ đồ động học của máy, tính công suất lưu lượng dầu thuỷ lực kích thước các

cơ cấu thuỷ lực

+ Chọn động cơ, phân phối tỉ số truyền, thiết kế bộ truyền xích và hộp giảm tốc

+ Thiết kế cơ cấu truyền động trong máy, thiết kế các bộ truyền trong máy, thiết kế trục, tính then…

+ thiết kế mạch điều khiển

+ Yêu cầu về lắp đặt, vận hành và bảo dưỡng máy

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 1,5mm đến 60mm, còn ở trạng thái nguội cho ra sản phẩm mỏng và cực mỏng độ dày từ 0,007mm đến 1,25mm Các sản phẩm thép tấm được phân loại theo độ dày của tấm thép:

- 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,ô tô , hoặc các thiết

bị che chắn khác

- Trong chế biến thực phẩm: Thép tấm được sử dung rộng rãi không kém, nó được

dùng để chế tạo các thùng chứa, bể chứa, hộp đóng gói,

- Trong xây dựng: các thép hình cỡ lớn trong các dầm cầu được tạo thành từ các tấm

thép tấm dày cắt nhỏ, hay thép tấm được dùng để liên kết với nhau có thể bằng mối hàn, bulông hoặc đinh tán để tạo nên các kết cấu thép bền vững Rỏ rang nhất thép tấm được sử dụng làm tấm lợp , thép tấm còn được dùng làm kết cấu khung nhà xưởng trong xây dựng…

- Trong nghành điện: Thép tấm được dùng để tạo ra các sản phẩm như là thép trong

stato của máy bơm nước hay quạt điện, thép tấm được dùng làm các cánh quạt cỡ lớn, các thép 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, hộp máy biến thế

Hình 1.2 Sản phẩm thép tấm trong nghành điện

- Trong các nghành nghề khác: Thép tấm dùng để chế tạo ra các thùng đồ dùng dân

dụng phục vụ đời sống hay trong nghành hàng không thép tấm được dùng để che chắn, làm cửa máy bay, nắp đậy thân máy bay, tên lửa,bàn, ghế

Với nhu cầu sử dụng thép tấm rộng lớn như vậy, cần thiết phải có những máy cắt thép tấm với năng suất cao, với độ chính xác cao, được điều khiển tự động hoặc bán tự động đủ khả năng để đáp ứng nhu cầu ngày càng cao của nền công nghiệp nói riêng cũng như nền kinh tế nói chung, góp phần vào sự nghiệp công nghiệp hoá hiện đại hóa đất nước

1.2 Cơ sở lý thuyết cắt kim loại:

1.2.1 Các đặc điểm kỹ thuật của sản phẩm:

Sản phẩm thép tấm hết sức đa dạng, song hầu hết sản phẩm sau khi cắt mới chỉ là bán thành phẩm phục vụ cho một quá trình công nghệ Để thuận lợi cho các công đoạn sản xuất tiếp theo cũng như đảm bảo chất lượng của thiết bị khi hoàn thành, tấm thép cắt ra phải đảm bảo một số yêu cầu sau:

+ Mép cắt phải trơn, thẳng

+ Sự biến dạng nằm trong giới hạn cho phép

+ Đảm bảo đúng yêu cầu về kích thước

1.2.2 Cơ sở lý thuyết của quá trình cắt thép tấm:

a Biến dạng dẻo kim loại:

Dưới tác dụng của ngoại lực kim loại biến dạng theo các giai đoạn : biến dạng đàn hồi, biến dạng dẻo và phá huỷ Tuỳ theo cấu trúc tinh thể của mỗi kim loại, các giai đoạn trên có thể xảy ra ở các mức độ khác nhau dưới tác dụng của ngoại lực và tải trọng

Hình 1.3 - Biểu đồ biến dạng dẻo kim loại

Khi tải trọng tác dụng nhỏ hơn Pđh thì biến dạng kim loại tăng theo đường bậc nhất, đây là giai đoạn biến dạng đàn hồi : biến dạng mất đi sau khi khử bỏ tải trọng Khi tải trọng từ Pdh → Pd thì độ biến dạng tăng với tốc độ nhanh, đây là giai đoạn biến dạng dẻo, kim loại bị biến đổi kích thước, hình dạng sau bỏ tải trọng tác dụng lên nó

Khi tải trọng đạt đến giá trị lớn nhất thì trong kim loại bắt đầu xuất hiện vết nứt, tại đó ứng suất tăng nhanh và kích thướt vết nứt tăng lên, cuối cùng kim loại bị phá huỷ Đó là giai đoạn phá huỷ : tinh thể kim loại bị đứt rời

Bằng phương pháp toán học nghiên cứu ứng suất của biến dạng dẻo trong kim loại từ đó xác định điều kiện lực cần thiết chuyển từ trạng thái đàn hồi sang trạng thái biến dạng dẻo cũng như từ giai đoạn biến dạng dẻo sang giai đoạn phá huỷ cụ thể ứng dụng với máy cắt thép tấm là cơ sở để xác định lực cắt

Δl

Δd Δdh

Pđh

Pd

P

b Nguyên lý biến dạng khi cắt:

Quá trình cắt được chia làm hai giai đoạn:

+ Giai đoạn ép vào kim loại: Hai lưỡi dao tỳ vào bề mặt kim loại làm xô lệch các thớ kim loại nhưng chưa làm đứt chúng

+ Giai đoạn cắt : Hai lưỡi dao tiếp tục ép sát vào nhau làm các thớ kim loại bị trượt và tách khỏi nhau

Để tìm hiểu nguyên lý biến dạng, ta khảo sát nguyên công cắt phôi và cắt chia, nhằm xác định các thông số cần thiết cho việc tính toán công nghệ

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

h

c) b)

a)

Z

Z Z

Hình 1.4 - 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

Giai đoạn hai bắt đầu khi có sự chuyển dịch tương đối giữa phần này với phần kia của tấm Ở giai đoạn này nó tạo ra bề mặt phẳng nhẵn, bóng và được san phẳng bởi lực ma sát F hướng 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 đã 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 Sự phá huỷ kim loại xảy ra ở phía trước mép làm việc của lưỡi dao trong tấm, vì vậy các vết nứt gọi là các vết nứt phá vỡ trước

Sự đứt vỡ bắt đầu khi lưỡi dao éo sâu vào trong tấm đến một chiều sâu h xác định Chiều sâu này tuỳ thuộc tính chất cơ lý của kim loại và chiều dày S của tấm, nếu vật liệu càng dẻo thì h càng lớn Các giai đoạn của quá trình cắt được đặc trưng bởi hình dạng của bề mặt cắt

I II

Hình 1.5 - Bề mặt bên của phần kim loại được cắt ra

Vùng I là vùng uốn của tấm do các lớp kim loại liền kề với bề mặt cắt ( dọc theo

bề rộng của tấm) bị bao trùm bởi biến dạng dẻo thay đổi từ giá trị không ở lớp giới hạn ngoài cùng đến giá trị cực đại ở bề mặt bị tách ra

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 θ xác định và được gọi là góc nứt tự do Giá trị của góc θ = ( 4 † 6 )º tuỳ thuộc vào tính chất cơ lý của vật liệu

Sơ đồ tác dụng lực khi cắt

Bộ phận làm việc là những lưỡi cắt nhấn sâu vào trong kim loại làm cho nó bị biến dạng dẻo cho đến khi tách hoàn toàn một phần vật liệu này ra khỏi phần vật liệu khác Giữa các lưỡi cắt có một khe hở Z Khi cắt sẽ sinh ra mô men uốn M bằng tích

số giữa lực cắt đặt tại lưỡi cắt với khoảng cách lớn hơn khe hở Z một chút:

M = a.R, trong đó a > Z

Mô men uốn làm cho phôi cắt bị quay đi Khi đó sẽ sinh ra phản lực N ở bề mặt bên của lưỡi cắt Tấm kim loại sẽ ngừng quay khi mô men uốn M cân bằng với mô men do phản lực N gây ra:

M = a.R = N.b

p

p1

p2w

Trong quá trình cắt nếu tấm kim loại bị quay đi một góc thi chất lượng mặt cắt sẽ rất kém, bị ba via và đôi khi không thể cắt được nếu trị số khe hở Z lớn Vì vậy để khắc phục hiện tượng này cần phải loại bỏ hiện tượng quay của tấm trong quá trình cắt bằng cơ cấu kẹp với lực kẹp Q, đồng thời giảm khe hở giữa hai lưỡi dao đến trị số thích hợp và mài dao vát góc trước γ

Tuỳ thuộc vào 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 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

Hình 1.6 - Sơ đồ phân bố các vết nứt tại mép cắt

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

trong đó : n- hành trình/phút của máy cắt

Trên thực tế trị số khe hở tối ưu Ztối ưu 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 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: Ztu= (0,03 ÷ 0,06) mm

DUT-LRCC Theo kinh nghiệm thực tế khi cắt thép tấm trên máy cắt dao nghiêng thì Ztu= 1/30 chiều dày vật liệu ;

1.3 : Các phương pháp cắt thép tấm ;

Trong thực tế sản xuất có rất nhiều phương pháp cắt thép tấm như : Cắt bằng phương pháp thủ công, cắt bằng ngọn lửa hàn khí, cắt bằng chùm tia laser, plasma hay các phương pháp cắt bằng máy cắt có lưỡi dao Tùy theo hình dạng, kích thước của phôi, yêu cầu kỹ thuật của sản phẩm cũng như quy mô sản suất mà ta có thể áp dụng phương pháp cắt khác nhau Mặt khác phương pháp cắt còn ảnh hưởng rất lớn đến năng suất sản xuất Ta tiến hành phân tích một số phương pháp cắt thép tấm phổ biến hiện nay, từ đó chọn ra phương án thích hợp

1.3.1 Giới thiệu một số phương pháp cắt thép tấm:

a Phương pháp cắt thủ công:

Cắt thép bằng các phương pháp thủ công có nhiều cách, chẳng hạn như phương pháp chặt bằng ve, tốn nhiều thời gian, các vết cắt không được thẳng và sản phẩm tạo

ra không đảm bảo yêu cầu về độ chính xác

Phương pháp này chỉ áp dụng cho những phân xưởng thủ công, cắt các thép tấm

có chiều dày bé và tiết diện nhỏ

Máy cắt thép thủ công: gồm hai lưỡi cắt và một cơ cấu cánh tay đòn và đòn bẩy

để tạo lực cho lưỡi cắt

Máy này cũng chỉ áp dụng cắt những tấm thép có chiều dày và diện tích bé, năng suất thấp do đó chủ yếu dùng trong các xưởng sản xuất vừa và nhỏ

Cắt đứt kim loại đen, kim loại màu và kim loại bằng hồ quang hoặc ngọn lửa khí

là phương pháp đốt cháy làm cho vật cắt đạt tới điểm nóng, bị đẩy mạnh và bị tách rời

Cắt đứt bằng hồ quang: là quá trình nóng chảy hoặc cắt đứt kim loại bằng nhiệt lượng hoặc hồ quang điện, điện cực hồ quang có thể là than hoặc kim loại Phương pháp này không kinh tế, khó thuận tiện khi chiều dày tấm thép lớn, đường cắt không đều chỉ một số loại vật liệu mới có thể cắt bằng phương pháp này

Cắt bằng khí là phương pháp cắt sử dụng nhiệt của ngọn lứa sinh ra khi đốt cháy khí

cháy trong dòng oxy để nung kim loại tạo thành các oxit và thổi chúng ra

khỏi mép cắt tạo thành rãnh cắt Sơ đồ quá trình cắt kim loại bằng khí được trình bày ở hình 1.3

Dòng hỗn hợp khí cháy Dòng oxy cắt

C2H2+O2

O2

Hình 1.3- Sơ đồ cắt bằng khí Khi bắt đầu cắt, kim loại ở mĩp cắt được nung nóng đến nhiệt độ chây nhờ nhiệt

độ của ngọn lửa nung, sau đó cho dòng oxy thổi qua, kim loại bị oxy hoâ mênh liệt tạo thănh oxit Sản phẩm chây bị nung chảy vă được dòng oxy thổi khỏi mĩp cắt, tiếp theo do phản ứng chây của kim loại toả nhiệt mạnh, lớp kim loại tiếp theo bị nung nóng nhanh vă tiếp tục bị đốt chây tạo thănh rênh cắt

Để cắt bằng khí, kim loại cắt phải thoả mên một số yíu cầu sau :

+ Nhiệt độ chây của kim loại phải thấp hơn nhiệt dộ nóng chảy

+ Nhiệt độ nóng chảy của oxit kim loại phải thấp hơn nhiệt độ nóng chảy của kim loại

+ Nhiệt toả ra khi kim loại chây phải đủ lớn để nung mĩp cắt tốt đảm bảo quâ trình cắt không bị giân đoạn

+Oxit kim loại nóng chảy phải loêng tốt, dễ tâch khỏi mĩp cắt

+ Độ dẫn nhiệt của kim loại không quâ cao, trânh sự toả nhiệt nhanh dẫn đến mĩp cắt

bị nung nóng kĩm, lăm giân đoạn quâ trình cắt

Thĩp câc bon có nhiệt chây 13500C, nhiệt độ nóng chảy trín 15000C, nhiệt chây đạt tới 70% lượng nhiệt cần để nung nóng nín rất thuận lợi khi cắt bằng khí Thĩp cacbon cao do nhiệt độ chảy thấp nín khó cắt hơn, khi cắt thường nung nóng trước tới 300- 6000C Thĩp hợp kim crôm hoặc hợp kim niken do khi chây tạo thănh

oxit crôm nhiệt độ chảy tới 20000C phải dùng thuốc cắt mới cắt được , mặt khâc để đảm bảo chất lượng phôi, nđng cao năng suất vă hạ giâ thănh cắt cần phải chọn câc chế

độ cắt hợp lý khâc nhau như âp suất khí cắt, lượng tiíu hao khí cắt , tốc độ cắt, khoảng câch cần khống chế từ mỏ cắt tới vật cắt do đó việc dùng phương phâp năy để cắt thĩp

3 2

1

5

Hình 1.4- Sơ đồ nguyên lý cắt bằng tia laser Nguồn bức xạ laser 1 tạo ra chùm tia laser 2 đi thẳng hoặc đổi hướng nhờ gương phẳng 3 và được hội tụ nhờ thấu kính hội tụ có tiêu cự f trong 4 Nguồn năng lượng laser tập trung trên một diện tích rất nhỏ với mật độ dòng nhiệt tạo vùng tiếp xúc bề mặt rất cao làm vật liệu 5 nóng chảy và bốc hơi tạo thành rãnh cắt hoặc lỗ khoan Cắt bằng chùm tia laser có nguồn nhiệt tập trung với một mật độ nhiệt cao, vì vậy nó

có thể cắt tất cả các loại vật liệu và hợp kim của nó Rãnh cắt hẹp, sắc cạnh và độ chính xác cao, ngoài ra nó còn có thể cắt theo đường thẳng hay đường cong và có thể cắt theo các hướng khác nhau nhờ quá trình cắt không tiếp xúc

Cắt thép bằng chùm tia laser cho năng suất cao, có thể cơ khí koá và tự động hoá

dễ dàng nhưng phương pháp này có những hạn chế là chiều dày tấm cắt nhỏ hơn 20

mm , thiết bị tạo tia laser cũng như các thiết bị điều khiển chương trình số CNC có giá thành cao

Đặc điểm nổi bật khi cắt trên máy cắt dao đĩa là với một đường kính đĩa dao xác định, các máy cắt không những chỉ cắt kim loại mà còn giữ chặt và kéo kim loại vào vùng cắt Vì vậy chiều dài của dải cắt là không giới hạn

f Cắt trên máy cắt có lƣỡi dao chuyển động tinh tiến:

1 Dao bố trí nghiêng:

Đặc điểm:

-Lưỡi dao và vật cắt chỉ tiếp xúc nhau trên một phần chiều rộng

+ Diện tích tăng từ 0 đến cực đại, đây là thời kỳ bẳt đầu cắt

+ Diện tích tiép xúc giữ ở giá trị cực đại, đây là thời kỳ ổn định

+ Diện tích tiếp xúc giảm từ cực đại về 0, thời kỳ kết thúc

-Trong thời kỳ ổn định lực cắt có giá trị cực đại và cố định

Hình 1.6 Sơ đồ nguyên lý cặp lưỡi dao nghiêng

Ở phương pháp cắt này người ta thường bố trí lưỡi dao nghiêng một góc γ so với bàn máy.Khi bố trí lưỡi dao trên nghiêng thì quá trình cắt xảy ra dần dần, trên phần tách ra của tấm, vì thế lực cắt nhỏ hơn khi bố trí dao song song Ngoài ra tải trọng tĩnh đặt lên mép làm việc của lưỡi dao làm tăng độ cứng vững của chúng Góc nghiêng của

lưỡi dao trên γ cần phải đảm bảo tự hãm, nghĩa là với góc nghiêng đó

trong quá trình cắt không có sự dịch chuyển tấm trong mặt phẳng nằm ngang Tùy theo chiều dày của tấm, góc nghiêng γ = (2 † 6)º, vật liệu càng dày góc γ càng lớn

- Các thông số của lưỡi dao trên :

Hình 2.2 Lưỡi dao trên [2]

-Góc nghiêng :

0 6

2 



-Góc cắt :  75850, đối với vật liệu đặc biệt mềm 0

trong đó: S X là chiều dày của tấm thép

b là giới hạn bền của vật liệu

Lực cắt trên máy cắt dao nghiêng được xác định theo công thức :

k

t

5,0)

3,11,1(

S - chiều dày vật liệu

γ - góc nghiêng của dao

Tính chất cơ lý của vật liệu, khe hở giữa các lưỡi cắt, tốc độ biến dạng, điều kiện

ma sát có ảnh hưởng đến trở lực cắt của vật liệu cvà do đó ảnh hưởng đến lực cắt Nếu vật liệu có độ bền càng lớn và tính dẻo càng giảm, cũng như tốc độ biến dạng càng tăng thì trở lực cắt ctăng, nếu khe hở giữa các lưỡi cắt tăng thì cgiảm

Trở lực cắt được xác định gần đúng theo giới hạn bền chảy c= (0,7 ÷ 0,8) b

Khi cắt có thể xảy ra hiện tượng uốn (xoắn) các dải phôi xung quanh trục của nó Nếu γ càng lớn và chiều rộng của dải cắt càng nhỏ thì hiện tượng uốn (xoắn) càng nhiều

2 Dao bố trí song song:

Nói chung kết cấu và các thông số của cặp lưỡi dao song song cũng giống như dao nghiêng, lực cắt trong trường hợp này được xác định theo công thức:

- Phương pháp cắt bằng tia laser: Dùng chùm tia laser có thể gia công được các loại vật liệu có cơ tính tốt , dế dàng cơ khí hoá và tự động hoá Tuy nhiên chiều dày cắt được tương đối mỏng, mặt khác thiết bị tạo nguồn laser phức tạp và giá thành cao -Phương pháp cắt bằng cặp dao đĩa, phương pháp này tốc độ cắt chậm hơn, năng suất thấp khi ta cắt thép tấm có chiều dày lớn tuy rằng lực cắt nó nhỏ, do đó phương pháp này không hiệu quả

- Phương pháp cắt bằng dao có lưỡi nghiêng : Phương pháp này tuy mép cắt không được thẳng và đẹp nhưng lực cắt cần thiết không yêu cầu lớn, có thể cắt theo những đường cắt cong, do đó không yêu cầu kết cấu máy phải cồng kềnh, máy ít rung động đến xung quanh, do vậy ta chọn phương án lưỡi dao cắt nghiêng để thiết kế máy

CHƯƠNG 2 : PHÂN TÍCH LỰA CHỌN KẾT CẤU CỦA MÁY

2.1 Phân tích chọn phương án thiết kế máy :

Như vậy ta đã phân tích chọn được phương án cắt dùng cặp lưỡi dao nghiêng chuyển động tịnh tiến Tuy nhiên để thực hiện chuyển động tịnh tiến cũng có nhiều loại cơ cấu khác nhau Do đó cần phải chọn phương án truyền động hợp lý nhằm thoả mãn một số yêu cầu chủ yếu sau:

- Máy thiết kế có hình dạng và kết cấu hợp lý theo quan điểm công nghệ chế tạo

- Máy phải có khối lượng và kích thước nhỏ gọn

- Giá thành và chi phí cho sử dụng là thấp nhất, phù hợp với điều kiện hiện có Chuyển động tịnh tiến của dao trên có thể dựa vào các kết cấu cơ khí hoặc thuỷ lực chuyển động của các cơ cấu sau

2.2 : Chọn phương án trịnh tiến cho dao

2.2.1 Chuyển động tịnh tiến nhờ cơ cấu tay quay con trượt:

3

2.2.2 Chuyển động tịnh tiến nhờ xy lanh thuỷ lực:

Truyền dẫn thuỷ lực ngăy căng được ứng dụng rộng rêi trong chế tạo mây, đặc biệt lă trong câc mây cắt, mây đột dập, mây gia công âp lực…

a Sơ đồ nguyín lý:

1- Van phân phối 2- Xy lanh

3- Pít tông

3 2

c Đặc điểm:

* Ưu điểm:

+ Truyền được công suất cao vă lực lớn nhờ cơ cấu tương đối đơn giản, hoạt động với

độ tin cậy cao đòi hỏi ít về chăm sóc vă bảo dưỡng

+ Điều chỉnh được vận tốc lăm việc tinh vă vô cấp, dễ thực hiện tự động hoâ theo điều kiện lăm việc lăm việc hay theo chương trình cho sẵn

+ Kết cấu gọn nhẹ, vị trí câc phần tử dẫn vă bị dẫn không lệ thuộc với nhau, câc bộ phận nối thường lă câc đường ống nối dễ đổi chỗ

+ Có khả năng giảm khối lượng vă kích thước nhờ âp suất thuỷ lực cao

và tính đàn hồi của đường ống dẫn

+ Khó thực hiện sự đồng bộ hoá chính xác các chuyển động

+ Giá thành lắp đặt hệ thống thuỷ lực khá đắt tiền, phức tạp đòi hỏi phải chế tạo chính xác + Để đảm bảo cho hệ thống thuỷ lực làm việc tốt thì cần phải làm sạch dầu do đó đòi hỏi chi phí hơi cao cho việc thay dầu định kỳ

2.2.3 Kết luận:

Qua hai phương án tạo chuyển động tịnh tiến để tạo lực cắt cho dao ta thấy mỗi phương án đều có những ưu điểm riêng Tuy nhiên xét về tính năng kỹ thuật, công nghệ, khả năng tự động và làm giảm nhẹ công việc của công nhân thì dùng cơ cấu tịnh tiến bằng

xy lanh thuỷ lực dầu ép phù hợp nhất khi cắt các loại thép cacbon, thép thường với chiều dày phôi đến 10 mm và chiều rộng cắt lớn nhất của tấm thép là 2000mm

12 11 10

9 8

7 6

5 4

1

1- Bể dầu 7- Van tiết lưu 2- Bơm dầu 8- Van phân phối 3- Van tràn 9- Xy lanh sinh lực 4- Van cản 10- Dao cắt

5- Lọc tinh 11- Rãnh trượt 6- Ắc quy dầu 12- Bàn dao dưới

Hình 2.3- Sơ đồ hệ thống thuỷ lực tạo lực cắt

Có nhiều cách để tạo nên lực Q, sau đây ta xét một vài phương án kẹp chặt phôi

có thể sau đây

2.3.2 Kẹp phôi bằng chính trọng lực của một khối kim loại

a Sơ đồ nguyên lý:

5 4

Hình 2.4- Sơ đồ kẹp chặt bằng trọng lượng khối kim loại

b Hoạt động :

Khi dao cắt 1 bắt đầu đi xuống thì khối lượng vật liệu kẹp chặt 2 cũng đi xuống theo và xuống chạm vào tấm thép cần kẹp chặt trước Dao tiếp tục đi xuống cắt thì khối lượng này trượt lồng không trong rãnh 3 của dao cắt, lúc khối lượng bắt đầu trượt lồng không là lúc lực kẹp của tấm thép đã cố định và là lúc có lực kẹp lớn nhất

c.Ưu nhược điểm:

* Ưu điểm: Cơ cấu này hoạt động đơn giản, dễ thiết kế, dễ chế tạo

* Nhược điểm:

+ Kết cấu và khối lượng máy trở nên cồng kềnh,

+Lực kẹp không thể thay đổi khi cắt thép mỏng hoặc dày khác nhau

+Khi kẹp chặt va đập mạnh, kém cững vững cho máy

c Đặc điểm :

-Ưu Điểm: Tạo được lực kẹp lớn nhờ dễ dăng tăng được âp suất để tăng lực kẹp, dễ dăng điều khiển

-Nhược Điểm: Cơ cấu phức tạp, đắt tiền

2.3.5 Kẹp chặt bằng hệ thống câc lò xo chịu nĩn gắn lín lƣỡi dao trín :

Lợi dụng lực đăn hồi của lò xo sinh ra khi chịu kĩo hoặc chịu nĩn để lăm lực kẹp cho phôi khi cắt kim loại

a Sơ đồ nguyín lý:

1- Bàn dao dưới2- Phôi cắt3- Dao trên4- Lò xo5- Ống dẫn hướng

5 4

3

1

2

Hình 2.6 - Sơ đồ cơ cấu kẹp phôi bằng lo xo chịu nĩn

1- Bàn dao dưới2- Phôi cắt3- Dao trên4- Bàn kẹp5- Xy lanh

2 1

3 4

5

b) Hoạt động :

Lò xo chịu nén được đặt trong xilanh, xilanh gắn cứng lên dao trên Khi dao trên nhận được động lực từ nguồn xilanh thuỷ lực, dao bắt đầu đi xuống, dao mang theo xilanh kẹp chặt Khi dao xuống thì do bố trí đầu kẹp của piston kẹp ở vị trí thấp hơn đầu dao trên nên đầu kẹp chạm vào phôi trước, đầu dao tiếp tục đi xuống lò xo bị nén lại sinh ra phản lực đàn hồi, lực này tác dụng lên cần piston, tác dụng lên đầu kẹp, kẹp phôi xuống, lúc này đầu dao bắt đầu tiến hành cắt phôi Sau khi cắt, phôi xong dao đi lên mang theo cả đầu kẹp đi lên để chuẩn bị cho chu kỳ cắt kế tiếp

+ Nguồn động lực truyền lực cho cặp dao lúc này phải tích thêm lực truyền cho

cơ cấu kẹp chặt nên yêu cầu về hệ thống thuỷ lực cao hơn ( áp suất, công suất động cơ bơm )

2.3.6 Kết luận :

Phân tích các phương pháp kẹp chặt phôi trên ta thấy:

- Kết cấu kẹp bằng trọng lượng của khối kim loại đặc, kết cấu này tuy đơn giản nhưng khi kẹp lại rung động va đập lên máy lớn

- Kết cấu kẹp bằng các lò xo chịu nén, kết cấu này khi kẹp êm, nhẹ nhàng, ít rung động và va đập máy nhưng nhược điểm là kết cấu máy bị cồng kềnh, cần phải tăng lực tác động ở cơ cấu thuỷ lực tác động lên đầu dao

Kẹp bằng hệ thống các xilanh thuỷ lực tuy phức tạp nhưng hệ thống này có khả năng thay đổi lực kẹp dễ dàng khi chiều dày tấm thép thay đổi

Vậy phương án kẹp chặt phôi là dùng hệ thống các xylanh thuỷ lực

Khi cắt thép, lực tác dụng Pcắt của lưỡi dao trên và lưỡi cắt dưới lệch nhau do có khe hở Z giữa hai lưỡi cắt (hình 3.11), chính sự lệch nhau đã tạo nên một momen quay M: M = Pcắt l, thông thường l = ( 1.5  2) z

2.4 Hệ thống cấp phôi:

Trong lao động sản xuất, chúng ta có xu hướng sử dụng máy móc thay thế con người ở những khâu lao động nặng nhọc nhờ vào việc cơ khí hoá và tự động hoá Đó chính là việc giải phóng sức lao động cho chính bản thân mình bằng cách thay thế các hoạt động thủ công của ta bằng hoạt động của máy móc Hơn nữa khi người công

nhân trực tiếp đứng máy, có rất nhiều động tác lặp đi lặp lại mang tính nhàm chán dễ xảy ra tai nạn cho người công nhân, Từ các yếu tố đó đặt ra vấn đề ta phải trang bị thêm các hệ thống cấp phôi tự động cho các máy móc thiết bị phục vụ sản xuất

Trên thực tế nhiều máy cắt thép tấm sử dụng hiện nay chưa có một hệ thống cấp phôi tự động mà chủ yếu nhờ sức lao động của người công nhân Công việc này chủ yếu là di chuyển tấm thép vào vùng cắt một cách chính xác và liên tục, như vậy sẽ làm tăng năng suất và giảm nhẹ sức lao động cho công nhân

Để thực hiện công việc này cũng có một số phương án, ta có thể phân tích để đưa

ra phương án thích hợp nhất

2.4.1 Cấp phôi bằng hệ thống các xilanh - piston khí nén :

a Sơ đồ bố trí như sau:

3

-Trình tự hoạt động của hệ thống cấp phôi tự động như sau:

Khi phôi thép tấm đã được đặt lên sàn các con lăn, piston 3 đi lên kẹp phôi lại Khi piston đã kẹp chặt thì xy lanh 2 đẩy cả hệ piston - xilanh 3 cùng tấm thép đi vào đến vị trí của lưỡi cắt

c Ưu nhược điểm của cơ cấu này:

*Ưu điểm :

- Cơ cấu dễ điều khiển nếu ta sử dụng nguồn điều khiển là khí nén để tạo áp lực tác dụng lên piston

- Thiết bị kết cấu gọn, đơn giản

- Thiết bị điều khiển trong khí nén rẻ tiền

- Xilanh kẹp chặt kẹp được thiếu lực và bị lệch khi đẩy

2.4.2 Hệ thống cấp phôi dùng băng tải:

a Nguyên lý hoạt động:

Băng tải được bố trí phía trước bàn dao dưới, được dẫn động bởi động cơ điện cấp phôi cho máy cắt Sự chuyển động của tấm thép nhờ vào ma sát giữa bản thân nó với băng Vật liêu làm băng có thể là vải cao su hoặc làm bằng thép tấm mỏng

12

2.4.3 Hệ thống cấp phôi dùng cặp con lăn:

a Nguyên lý hoạt động:

Phôi thép được đỡ trên hệ thống các con lăn đỡ, được truyền động bởi cặp con lăn được dẫn động bởi động cơ điện Lực kéo phôi này nhờ vào lực ma sát giữa con lăn với tấm thép, lực này phải lớn hơn ma sát của tấm phôi trên sàn con lăn

Hình 2.10- Sơ đồ nguyên lý bộ phận cấp phôi

4 3

2 1

b Chọn sơ bộ vận tốc của phôi :

Theo yêu cầu của cấp phôi tự động là khi phôi đưa vào đến đủ chiều dài cần thiết thì chạm vào cử hành trình, tác động lên rơle điều khiển cắt nguồn điện ở động cơ làm quay con lăn để phôi không được tiếp tục cấp vào nữa Nhưng do rôto của động cơ có tốc độ quay lớn nên khi nguồn điện bị cắt thì nó vẫn còn quay với vận tốc nào đó do quán tính của nó Vì vậy để giảm bớt lực dịch phôi đi vào do quán tính quay ta chọn tốc độ cán phôi vào nhỏ, khoảng (0.1  0.3 ) m/s, chọn tốc độ cán phôi vào v = 0.3 m/s

= 300 mm/s, và chọn loại động cơ có bộ phận phanh điện từ gắn trên trục động cơ Khi nguồn điều khiển động cơ cấp phôi bị cắt thì phanh điện từ làm việc, nó giảm bớt được chuyển động quay do quán tính của rô to động cơ

2.5 Cơ cấu đỡ phôi:

Bộ phận đỡ sản phẩm là bộ phận cuối cùng của máy, có nhiệm vụ nhận sản phẩm

để đưa đến bộ phận bốc xếp, đóng gói sản phẩm hoặc đưa sang khâu sản xuất khác Thông thường bộ phận này là một hệ thống băng tải được dẫn động riêng và liên tục từ khi máy bắt đầu hoạt động Lợi dụng trọng lượng của sản phẩm, ta thiết kế một sàn lăn nghiêng để tấm thép sau khi cắt sẽ tự chảy ran ngoài sau đó được vận chuyển đi

2.6 Xây dựng sơ đồ động của máy :

CHƯƠNG 3:

TÍNH TOÁN ĐỘNG LỰC HỌC VÀ KẾT CẤU CƠ KHÍ CỦA MÁY

3.1 Dao cắt:

3.1.1 Tính toán sơ bộ chiều dài của lưỡi dao:

Theo kinh nghiệm chiều dài của lưỡi dao L: L = B + ( 50 150 ) (mm)

Trong đó : B là chiều rộng lớn nhất của tấm thép đem cắt Bmax= 2000(mm)

Do đó: L = 2000 + 100 = 2100 (mm)

Chiều dài cần thiết của dao tương đối dài, do đó để đảm bảo được độ chính xác, độ thẳng lưỡi dao và độ nhiệt luyện tốt, thông thường ta chế tạo từng đoạn ngắn rồi ghép lại, ta chọn chiều dài của dao chia làm 4 đoạn, do đó chiều dài của mỗi đoạn dao là :

B : Chiều rộng lớn nhất của tấm thép đem cắt Bmax= 2000 (mm)

: Độ trùng dao để đảm bảo cắt hết chiều rộng tấm thép = (1020 ) (mm) chọn = 15(mm)

L: Chiều rộng dao L = 2100 (mm)

Smax : Chiều dày lớn nhất của tấm thép

Do đó chiều dài hành trình cắt H:

H = y + Smax + B tg + = 10 +10 +2100 tg40 +20 = 1 lấy H = 187(mm)

3.1.3 Xác định vận tốc và thời gian cắt của đầu dao trên :

Vận tốc cắt của dao có ảnh hưởng lớn đến tuổi thọ, năng suất cắt và chất lượng của mép cắt, mặt khác vận tốc cắt còn ảnh hưởng đến độ rung động va đập của máy

Vì vậy cần phải tính và chọn vận tốc cắt hợp lý để máy làm việc tốt, đạt năng suất và yêu cầu thiết kế

Đối với cắt thép tấm, với chiều dày tấm thép cắt smax = 10mm là khá lớn, vì vậy vận tốc cắt nằm trong khoảng ( 5100 ) mm/s, với smax như vậy ta chọn v = 60(mm/s )

3.1.4 Xác định thời gian đi xuống của đầu dao trên :

Thời gian cắt của dao trên đóng vai trò là một phần trong chu kỳ làm việc của máy Sau khi tính được độ vận hành của dao nghiêng là H = 187 mm

Thời gian của dao đi là : t = 3,12( )

60

187

s v

P 0,5. max . c

2 max  ( N ) trong đó:

S - chiều dày vật liệu;Smax= 10 mm

γ - góc nghiêng của dao; γ = 4º

Thay các giá trị vào ta được:

max  2 0 

4

450.75,0.10.5,0.2,1

tg

Vậy lực cắt lớn nhất khi cắt là: 289589 (N )

3.2 Tính toán các thông số của lƣỡi dao và bàn trƣợt gá dao

Dao cắt là bộ phận quan trọng nhất của máy cắt thép tấm, nó không những tác động trực tiếp tới chất lượng sản phẩm mà còn chi phối không nhỏ khả năng cắt của máy, năng suất máy, tuổi thọ của máy , vì vậy những hiểu biết cơ bản về dao nhằm sư dụng chúng hợp lý là một trong những trọng tâm của công tác cắt gọt kim loại

3.2.1 Chọn vật liệu chế tạo dao cắt:

Do dao có cấu tạo bởi 3 phần có chức năng khác nhau trong quá trìng cắt gọt, vì vậy vật liệu chế tạo các phần không giống nhau Thông thường phần thân dao và phần

a Đặc điểm và điều kiện làm việc của dao

Thực nghiệm chứng tỏ rằng khi cắt dao làm việc trong điều kiện hết sức khắc nghiệt, đó là:

- Làm việc trong điều kiện nhiệt độ cao, có ảnh hưởng xấu đến cơ lý tính của vật liệu

- Trong quá trình cắt, bề mặt làm việc của dao phải chịu áp lực rất lớn, điều

này dễ gây nên hiện tượng rạn nứt và gây vỡ dao

- Khi cắt giữa các bề mặt tiếp xúc của dao với phôi và chi tiết xảy ra hiện

tượng ma sát khốc liệt, hệ số ma sát có khi tăng từ 0,4 -1

- Đối với máy cắt thép tấm dao cắt phải làm việc trong điều kiện va đập

và dao động đột ngột về nhiệt độ, về tải trọng lực Điều này ảnh hưởng xấu đến khả năng làm việc của dao

b Những yêu cầu đối với vật liệu làm dao

Từ những điều kiện làm việc khắc nghiệt trên, đòi hỏi dao cắt phải có những yêu cầu sau đây:

-Vật liệu chế tạo dao phải có độ cứng đảm bảo về nguyên tắc dao phải có độ cứng cao hơn độ cứng của chi tiết gia công và độ cứng đó phải duy trì được ở nhiệt độ cắt:

61 HRC, nhiệt độ cao phải lớn hơn 55 HRC

-Vât liệu phải có đọ bền và độ dẻo cần thiết, có như vậy mới chịu dược áp lực lớn và

va đập lớn

-Vật liệu chế tạo phải có khả năng chịu mài mòn cao

-Vật liệu chế tạo dao phải có tính công nghệ tốt và tính kinh tế cao, nghĩa là vật liệu dùng để chế tạo dao phải được gia công dễ dàng, dễ kiếm và giá thành không đắt

Từ những yêu cầu đó ta chọn vật liệu làm dao là thép hợp kim 90CrSi

Thành phần hoá học thép 90CrSi bao gồm: ( 0.850.95)% C, (1.31.6)% Cr, 0.35% Si, (0.150.4) % Mn

Thép này có ưu điểm là độ cứng cao, sau khi tôi có thể đạt độ cứng 6164 HRC

3.2.2 Các thông số của dao và bàn trƣợt gá dao

a Thông số của dao

- Chiều dài lưỡi dao:

L = 2100mm, nếu chia làm 4 đoạn thì chiều dài mỗi đoạn là: Lo = 525 (mm)

- Bề dày lưỡi dao: Chọn e = 20(mm)

- Chiều cao lưỡi dao: Chọn h = 100(mm)

- Chiều dài thân dao: L‟: chọn L‟ = L + (50  100) mm = 2100 + 80 = 2180 mm

- Bề dày thân dao: E = 60 mm

- Chiều cao thân dao:H = 500 mm

Phần gá với bàn trượt gá dao ở 2 đầu thân dao phải gia công đạt Ra = 0.32µm Và có kết cấu như hình 3.2

b Chọn số bulông trên một đoạn dao:

Với chiều dài mỗi đoạn dao là Lo = 525 mm, ta sử dụng 4 bulông M16 để ghép lưỡi dao lên thân dao, do vậy ta cần dùng 16 bulông cho cả dao

e

4

2 3 1

1 Lưỡi dao 2 Thân dao 3 Bulông M16 4 Kết cấu phần gá

Hình 3.2 Kết cấu lưỡi dao trên Tương tự dao trên, kết cấu lưỡi dao dưới cũng được ghép từ 4 đoạn và dùng bulông để

cố định vào thân dao dưới

c Kết cấu của bàn trượt gá dao (rãnh trượt dao):

Bàn trượt gá dao có tác dụng để thanh dao gá lên nó, để trượt lên xuống trong rãnh trượt của thân máy khi máy làm việc

Các kích thước của bàn trượt như sau

- Chiều dài thanh trượt: h = 400 mm

- Bề dày bàn trượt :b = 100 mm

1 Bàn trượt gá dao 2 Sóng trượt 3 Lưỡi dao 4.Thân dao

Hình 3.3 Kết cấu bàn trượt gá dao

3.2.3 Kiểm nghiệm sức bền của thanh dao gá lên bàn dao

Kiểm nghiệm bền là kiểm nghiệm các bulông gắn lưỡi dao lên thân dao trên khi dao tiến hành cắt với lực cắt là lớn nhất Để đơn giản, ta kiểm tra bền 1 bulông M16 Lực cắt lớn nhất: Pmax = 289589(N)

Vậy lực cắt lớn nhất tác dụng lên 1 bulông M16:



Trong đó : k: ứng suất kéo khi bulông chịu kéo (N/ mm2)

K : hệ số siết chặt không đều giữa các bulông



(mm2)

Thay vào ta được:

/135201

18099.5,1

mm N

c Xác định số lượng con lăn trên sàn lăn và kích thước sơ bộ chúng

Theo tiêu chuấn sau khi cán thép tấm có chiều dày từ 4 60 mm, có chiều rộng

b = 6005000 (mm) và chiều dài l = 400012000 (mm).Vậy với phôi ta sử dụng có chiều dài l = 12000 mm, thì như vậy sàn lăn phải có chiều dài l = 12000 mm

Với chiều dài l = 12000 mm, ta dùng 24 con lăn rỗng có đường kính d = 150 mm,

B =2020(mm) hai đầu ta lắp ổ lăn đỡ và gắn lên hai thanh giằng của sàn lăn Tại vị trí cuối cùng cạnh bàn dao dưới là cặp con lăn được dẫn động từ động cơ riêng để đưa phôi vào đến vị trí cần thiết, với D = 200(mm), B = 2000 (mm)

Hình 4.10 Kết cấu con lăn hệ thống cấp phôi

3.3.2 Tính lực kéo phôi thép tấm của tang dẫn động

a Tính trọng lượng của hệ thống cấp phôi tác dụng lên ổ lăn

Ta có : P = Pphôi + Pconlăn + Ptang

P : Tổng tải trọng tác dụng lên các ổ lăn

Pphôi : Trọng lượng của tấm phôi thép (N)

Pconlăn : Trọng lượng của dãy con lăn đỡ (N)

Ptang : Trọng lượng của cặp tang dẫn động (N)

Kích thước lớn nhất của phôi đem cắt là :

lmax = 12000(mm), Bmax = 2000(mm), Smax = 10 (mm)

ta có.V = lmax.Bmax.Smax với thep  7 852 (Kg/ dm3)

Pphôi=V . 12000.2020.10.10 9.7,852.1039,8 18653 .2 22609(N)

s

m kg g

4

2 2

Ptang = 2 140 10 7,852.9,8 10013

4

701404

1002020

100135639

Vậy: Để tang quay cấp được phôi vào cho máy thì lực kéo của tang dẫn phải thắng

được lực masát trong các ổ lăn FkeoFms = 1913 (N)

3.3.3 Tính chọn động cơ:

a Tính công suất động cơ dẫn động tang quay :

Công suất cần thiết tang đẩy phôi là :

 : hiệu suất của hộp giảm tốc bánh răng hành tinh: 2 0,97

3 : hiệu suất bộ truyền xích = 0,96

Nct = 0,655

96,097,099,0

5739,0

.14,3

3,0.1000

Với nđc = 870 v/ph nên tỷ số truyền của hộp giảm tốc là : i = 30

Tấm thép sau khi cắt sẽ rời khỏi tấm và rơi xuống gầm máy, vì vậy ta phải thiết

kế một hệ thống sàn đỡ sản phẩm Lợi dụng trọng lượng tấm thép ta chi cần bố trí một sàn con lăn nghiêng sao cho tấm thép có thể trượt xuống là được

Trọng lượng của sản phẩm:

Psp  V th g  L B S th g=6000.2000.10.10 9.7,852.103

.9,8=9234 (N)

Lực ma sát tại ổ lăn Fms = P fmsl

fmsl: hệ số ma sát lăn tại các ổ lăn, fmsl = 0.05

Như vậy để tấm thép tự lăn xuống thì lực thành phần Pcosphải thắng lực ma sát

 kw

1000

3,0.1913







 tg α ≤ 1/ fmsol

 α ≤ arctg( 1/0,05) = 87°

3.4.2 Cơ cấu đỡ phôi:

Trong trường hợp cắt tấm thép rộng và mỏng( thường B ≥ 300S) thì khi đưa vào

sẽ bị võng xuống Do đó phải dùng một cơ cấu đỡ phôi mới có thể thực hiện quá trình cắt Chức năng này là tuỳ chọn bởi vì khi cắt những phôi dày và hẹp thì không cần sử dụng đến

a Sơ đồ nguyên lý:

Hình 3.11-Sơ đồ nguyên lý cơ cấu đỡ phôi

b Hoạt động:

Khi pít tông xy lanh cắt đi xuống để cắt sẽ tác động lên CTHT Y1 làm van phân phối dịch chuyển sang trái, cấp dầu cho buồng trên xy lanh làm xy lanh đi xuống, hạ sàn đỡ để sản phẩm chảy ra ngoài Khi pít tông đi lên chạm CTHT Y0 tác động làm van dịch chuyển sang trái cấp dầu cho buồng dưới xy lanh để nâng cơ cấu lên đỡ phôi trong lần cắt tiếp theo

Hình 3.12- Sơ đồ tính toán Hành trình của pít tông: H = ab = R.α , Với: R = 250 mm ,α = 23°

→ H = 250.23.314/180 = 100(mm)

3.5 Thiết kế hộp giảm tốc:

Bộ truyền khai triển có kết cấu đơn giản ,số lượng các chi tiết máy trong hộp

ít ,phương án cố định ổ trên gối đở dể thực hiện ,điều chỉnh sự ăn khớp khe hở và độ

ăn khớp giữa các bánh răng dể dàng, giá thành thấp nhược điểm là bánh răng phân bố không đối xứng so với gối đở trục làm tăng sự tập trung tải trọng trên một phần của răng

3.5.1.Phân phối tỷ số truyền

Tỷ số truyền chung:

3

n dc u n

29

870 = 30

Trong đó : n

dc: số vòng quay của động cơ (vòng/phút)

nt : số vòng quay trên trục ra của hộp giảm tốc

uu ng nh ch.u u

trong đó: ung tỷ số truyền của bộ truyền Xích

u

nh : tỷ số truyền của bộ truyền bánh rang trụ răng nghiêng cấp nhanh

u

ch : tỷ số truyền của bộ truyền bánh răng trụ răng nghiêng cấp chậm

Ta chọn trước : ung = 2 Khi đó: u

-Công suất trên trục tang là : 0,5739 (KW)

-Công suất trên trục 3 là: 0,5739/0,99.0,97=0,6 (kw)

-Công suất trên trục 2 là :0.6/0,99.0,97.0,97=0.65 (kw)

-Công suất trên trục 1 là :0,65/0,99.0,97=0,68 (kw)

-Công suất trên trục động cơ là :0,68/0,99.1.0.96=0.71(kw)

Từ các kết quả trên ta có bảng số liệu sau :

3.5.3 Thiết kế bộ truyền ngoài hộp

Thông số yêu cầu : P=P1=0.68

n z

+Dẫn động là động cơ điện và bộ truyền làm việc êm, hệ số tảI động kd=1

+Chọn khoảng cách a=40p nên hệ số xét đến chiều dài xích ka=1

+Chọn hệ số xét đến khả năng điều chỉnh lực căng xíchk dc1

+Bôi trơn định kì cho xích, chọn hệ số đk bôi trơn kbt=1

+Chọn bộ truyền 1 dãy xích , hệ số xét đến số dãy xích : kx=1

K=1.1.1.1.1.1=1 +Hệ số răng đĩa xích dẫn : 1

o n

n K n

Tra bảng 6-5 trang 107 thiết kế chi tiết máy với p=12,7 và z1=25

Ta có vận tốc giới hạn của đĩa xích n gh 2500 (v/phút)

Ta có n< n3gh (thoả mãn đk)

d Tính toán hình học

+ Định khoảng cách sợ bộ trục

a sb 40p40.12,7 508 (mm)