MỤC LỤC
MỤC LỤC1
BẢNG KÊ CÁC HÌNH HẢNH DÙNG TRONG ĐỒ ÁN5
BẢNG KÊ CÁC BẢNG BIỂU TRONG ĐỒ ÁN8
LỜI NÓI ĐẦU9
CHƯƠNG 1 : TỔNG QUAN VỀ MÁY UỐN ỐNG PHỔ BIẾN HIỆN NAY11
1.1.Ứng dụng của các sản phẩm thép ống trong đời sống11
1.2. Tình hình sử dụng máy uốn ống trên thế giới và ở Việt Nam15
1.2.1. Tình hình sử dụng máy uốn ống trên thế giới15
1.2.2. Tình hình sử dụng máy uốn ống ở Việt Nam20
CHƯƠNG 2 : LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ. 22
2.1. Các yêu cầu với máy cần thiết kế. 22
2.1.1. Các chỉ tiêu về hiệu quả sử dụng. 22
2.1.2. Khả năng làm việc. 22
2.1.3. Độ tin cậy. 22
2.1.4. An toàn trong sử dụng. 23
2.1.5. Tính công nghệ và tính kinh tế. 23
2.2. Lựa chọn phương án truyền động và uốn ống. 23
2.2.1. Phương án 1: Cơ cấu truyền lực bằng tay. 23
2.2.2. Phương án 2: Cơ cấu truyền lực bằng cơ khí (hộp giảm tốc)25
2.2.3. Phương án truyền lực bằng thủy lực. 26
2.2.4. Phương án 4: Cơ cấu truyền lực bằng khí nén. 28
2.2.5. Một số phương pháp uốn. 30
2.3. Chọn phương án truyền động và phương pháp uốn. 35
2.3.1. Lựa chọn phương án về truyền động. 35
2.3.2. Lựa chọn phương án uốn ống. 35
CHƯƠNG 3: QUÁ TRÌNH UỐN –TÍNH TOÁN MÔ MEN VÀ LỰC UỐN37
3.1. Cơ sở lý thuyết38
3.1.1 Mô tả quá trình uốn ống. 38
3.1.2 Một số đặc điểm của quá trình uốn ống. 39
3.1.4 Quá trình biến dạng dẻo của kim loại41
3.2. Tính toán. 43
3.2.1 Bán kính nhỏ nhất cho phép khi uốn. 43
3.2.2 Tính toán mô men uốn. 45
3.2.3 Tính toán cơ cấu mâm kẹp động. 52
CHƯƠNG 4: TÍNH TOÁN HỆ THỐNG THỦY LỰC54
4.1. Xây dựng mô hình và lựa chọn phần tử chấp hành thủy lực54
4.2. Tính toán kích thước của xylanh. 57
4.2.1 Tính kích thước xylanh kẹp ống (tĩnh)57
4.2.2 Tính toán xi lanh kẹp Collet Chuck. 58
4.2.3 Tính kích thước xylanh quay. 58
4.3 Tính lưu lượng cấp cho các xylanh. 60
4.3.1 Lưu lượng cấp cho xylanh kẹp ống (tĩnh) và xi lanh kẹp Collet Chuck60
4.3.2 Tính toán lưu lượng cần cấp cho xylanh quay. 60
4.4 Tính kích thước của đường ống. 61
4.4.1 Đường ống đẩy. 61
4.4.2 Tính kích thước ống hút và ống xả dầu của hệ thống.62
4.5. Tính tổn thất của hệ thống thủy lực. 62
4.6. Tính nhiệt hệ thống. 65
4.7. Lựa chọn van thủy lực cho hệ thống. 68
CHƯƠNG 5: THIẾT KẾ CÁC CỤM CHI TIẾT CỦA MÁY UỐN70
5.1. Tổng quan sơ các cụm chi tiết của máy uốn ống. 70
5.2. Thiết kế cụm kẹp tĩnh. 71
5.3. Thiết cụm cơ cấu khuôn uốn cho dải ống từ Ø15 đến Ø5073
5.4. Thiết kế cụm uốn ống. 75
5.5. Thiết kế cụm mâm cặp:79
CHƯƠNG 6: MÔ PHỎNG HỆ THỐNG THỦY LỰC VÀ ĐIỀU KHIỂN TRÊN PHẦN MỀM AUTOMATION STUDIO85
6.1. Giới thiệu về phần mềm Automation Studio.85
6.2. Mô tả phần mềm Automation Studio và cách sử dụng. 88
6.2.1. Mô tả phần mềm88
6.2.2. Cách sử dụng. 93
6.3. Xây dựng mô hình thủy lực. 95
6.4. Thiết kế mạch điều khiển điện.96
CHƯƠNG 7: KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT Ý KIẾN102
7.1. Kết luận. 103
7.2. Đề xuất ý kiến. 104
BẢNG KÊ CÁC THIẾT BỊ THỦY LỰC106
TÀI LIỆU THAM KHẢO107
A.Sách tham khảo. 107
B.Website tham khảo
LỜI NÓI ĐẦU
Đất nước ta đang trong quá trình công nghiệp hóa hiện đại hóa, các ngành công nghiệp mũi nhọn đang được sự quan tâm rất lớn của Đảng và Nhà nước như: Công nghiệp hóa chất, cơ khí, luyện kim, dệt may, vận tải, điện, hang tiêu dung đã và đang đạt được nhiều kết quả đáng khích lệ, góp phần cải thiện mức sống của nhân dân, tạo công ăn việc làm cho hàng vạn lao động mỗi năm.
Hiện nay, phần lớn máy móc công cụ đều được nhập khẩu từ nước ngoài, nên giá thành cao, chi phí đào tạo cao, việc vận hành sửa chữa cũng cần phải qua bước chuyển giao tốn kém. Vì vậy việc nội địa hóa máy móc công cụ vật tự sản xuất là yêu cầu tất yếu và là nền tảng cho một ngành công nghiệp bền vững đủ sức cạnh tranh.
Trong ngành cơ khí, vật tư dạng ống uốn chiếm tỷ lệ rất cao. Theo tư liệu của các nhà chế tạo máy công nghiệp thì trong một dự án chế tạo một thiết bị dây chuyền thì cần ít nhất 20 chủng loại ống khác nhau mỗi chủng loại có khoảng 4000 chi tiết cần uốn với các bán kính cong và góc uốn khác nhau. Vì vậy, các cơ sở sản xuất hàng loạt nên sử dụng các loại máy uốn ống tự động.Các loại máy này cần hoạt động chính xác, lực uốn lớn, chính vì thế cần phải áp dụng hệ thống điều hệ thống thủy lực và khiển tự động . Để hiểu thêm về máy móc thiết bị cũng như nắm vững các nguyên lý thiết kế, chính vì vậy mà Nhà trường, Khoa giao cho em thực hiện đề tài: “ Tính toán thiết kế và tự động hóa máy uốn ống thủy lực tự động cho dải ống có đường kính dưới 50mm ”. Hiện nay các loại máy này có độ chính xác và năng suất cao chủ yếu là ở nước ngoài. Mục đích của việc nghiên cứu đề tài là thiết kế được máy có chất lượng, năng suất cao nhưng giá thành thấp phục vụ trong nước và có thể xuất khẩu ra nước ngoài.
Tuy nhiên do yêu cầu về thời gian hạn hẹp, kiến thức còn nhiều hạn chế, việc tìm tài liệu về máy uốn là rất khó khăn nên việc nghiên cứu đề tài chắc chắn còn nhiều thiếu sót. Vì vậy rất mong được sự đóng góp ý kiến của thầy, cô cùng các bạn để đề tài được hoàn thiện hơn.
Qua đề tài này em xin chân thành cảm ơn Thầy TS.Lê Xuân Trường cùng các thầy, cô, Công ty TNHH đầu tư phát triển công nghệ Điện tử - Tự động hóa DKS đã giúp đỡ trong thời gian vừa qua để em hoàn thành tốt đề tài của mình.
Hà nội, tháng 6 năm 2011
Sinh viên thực hiện
. 109
109 trang |
Chia sẻ: lvcdongnoi | Lượt xem: 4783 | Lượt tải: 1
Bạn đang xem trước 20 trang tài liệu Đề tài Tính toán thiết kế và tự động hóa máy uốn ống thủy lực tự động cho dải ống có đường kính dưới 50mm, để xem tài liệu hoàn chỉnh bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
ộ ố , ậ ầ ế ạ ề
ố .
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP SVTH: NGUYỄN NGỌC LINH-KTHK51
Trang: 33
+ ố ẽ ạ ớ .
c. U n cuộn ng (u n nhờ 3 trục quay)
Ba tr ó ớ c sắp xếp theo hình kim t tháp. Hai tr c
ới cố ịnh, tr c quay phía trên có thể di chuyể ể tạo ra các bán
kính uố Để uố c ống thì hai tr q ới quay cùng
chiều còn tr c ở phía trên quay theo chiề c lại với vận tốc quay c a ba tr c
là bằ P ó ể uố ờng kính uốn lớn, góc uốn
không giới hạn (góc xoắ ò ) ố ổi một cách dễ dàng
khi uốn. Bán kính uố ổi nhờ chuyể ộng c a tr c quay thứ ba theo
ẳ ứng chuyể ộ ờng do xylanh th y l ể tạo áp l c
ộng lên ống kim loạ c uốn. Khi tr c thứ ba di chuyển xuố ới
thì bán kính uốn sẽ giảm dầ , ều chỉnh bán kính uốn rất dễ dàng bằng xylanh
th y l c. Ố c cuốn vào do l c ma sát giữa nó với khuôn quay lắp trên tr c.
H 2 2 8: Uố ử ụ ụ q y R ll e )
- ểm:
+ Cấu tạ ản nên dễ chế tạo.
+ ó ả ă ạ ố ớ .
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP SVTH: NGUYỄN NGỌC LINH-KTHK51
Trang: 34
+ Giá thành giảm.
- N ểm:
+ Chỉ áp d c cho gia công các sản phẩ ếc, tính sản
xuất hàng loạt không cao.
+ Không áp d ng t ộng hóa vào dây chuyền sản xuất.
d. U n do chuyển động thẳng của khuôn
Khuôn uốn chuyể ộng thẳ ờng nhờ do xylanh th y l c tạo nên áp
l c lên ống (Hình 2.2.9).
H 2 2 9: Uố l y ô R e )
Hai hàm kẹp dịch chuyển tạo nên bán kính uốn và góc uố N ời
ta còn có thể tạo thêm l c kéo ở hai ố c uố ậy biến dạng trong các
ố ều là biến kéo dãn dài. Đ ều này làm giảm biến dạ ồ ờng xảy ra
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP SVTH: NGUYỄN NGỌC LINH-KTHK51
Trang: 35
khi uốn tuy nhiên nó không thể tri t tiêu hoàn toàn do biến dạng c a lớp kim
loạ ó ả ở ến biến dạ ồi.
- ểm:
+ Cấu tạ ản, dễ chế tạo, giá thành hạ.
+ Có thể lắ ặt vào dây chuyền hàng loại với 1 vị trí uốn trên 1
khâu sản xuất.
- N ểm:
+ Góc uốn và vị trí uốn rấ ó ều chỉnh chính xác.
+ ể ạ 1 ạ ố e ò ờ ớ
.
+ Không thể t ộng hóa trong một h thống uốn phức tạp nhiều bậc
uốn.
2.3. Chọn phư n án tru n độn v phư n pháp u n
2.3.1. Lựa chọn phương án về truyền động
Sau khi xem xét các truyề ộ ã ở trên:
P 3 ặc dù có một số ểm
ã ề ể t trộ ớ Với
yêu cầu hoạ ộng yêu cầu l ộng lớn, ổ ị , ấu phải hoạ ộng
chính xác, cộng với khả ă ều khiển t ộng các Van th y l c
3 ả thi nhất.
2.3.2. Lựa chọn phương án uốn ống
X 4 uốn ố ã ở , c ó ả ă
ế ạ ề ạ ố ạ ấ P ề ó ả ă
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP SVTH: NGUYỄN NGỌC LINH-KTHK51
Trang: 36
ố e ả ứ ạ
ấ ẹ ố . P ỉ ố ố
ộ .
X q ộ ó , cả 2
ều có hình ả 2 2 10
Hình 2.3.1 N y l ố ố ằ ô ố
Xét hình 2.3.1, một ố ó ộ dài tổng thể ú ố , ạn uốn có
ộ dài phần thẳng là L1, bán kính uốn là R, góc uố α ( e R ian).
X t phư n án : Định vị tọ ộ cần uốn sẽ ểm A, vậy khi nhập vào
ộ dài cần dịch sẽ tính từ ầu c a ống tớ ểm A là:
Nếu tiếp t ớc thứ 2 vớ ộ dịch mới theo tọ ộ ối sẽ tính từ
ểm B cho tới vị trí A1 là L2, bán kính uốn là R1 góc uố α1 ộ dịch ống
tiếp theo sẽ là:
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP SVTH: NGUYỄN NGỌC LINH-KTHK51
Trang: 37
T ậy vớ ớc tiếp theo, sẽ tạo thành một phép tính chuẩn
cho cả h thống dịch chuyển ố e ọ ộ ối.
X t phư n án b: Đ ểm B sẽ cố ịnh trong quá trình uốn. Vì vậy quá trình
dịch chuyển ố ầ ộ dài cần dịch so với mố ầu sẽ là:
T cách tính 1 ẽ là:
So sánh cả 2 ề ó ịnh tọ ộ ớ
, ới kết cấ 2 ẽ ảm bảo kết cấ ó
giả ống không dịch chuyển trong quá trình uốn. Vì vậ 2
ẽ c chọ ồ án này.
Sau khi nghiên cứu kỹ e ề ộ
pháp uốn ống, thì s l a chọ ồ án tốt nghi ền
ộng bằng th y l ốn ống là giữ ống cố ịnh trong quá trình
uốn. Vì vậy quá trình thiết kế ấu chấp hành th y l ấ ẽ tuân
th theo s l a chọ
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP SVTH: NGUYỄN NGỌC LINH-KTHK51
Trang: 38
CH NG 3 QUÁ TRÌNH U N –TÍNH TOÁN MÔ MEN VÀ
L C U N
3.1. C ở lý thuyết
3.1.1 Mô tả quá trình uốn ống
Từ ọ ế ế ở 2, ề ở
ế ẽ , ồ chi tiết hình 3.1.1.
Hình 3.1.1: Q ố ố
R - bán kính uố , ợc tính từ tâm uố ế ầu c a ống
α - góc uốn, là góc giữ ầu c a ống với ng tâm
ố ã ị uốn.
D - ng kính ngoài c a ố ợc uốn.
Uốn ống là quá trình biến dạng c a ống kim loại quanh một tr c thẳng
ứng theo mộ R ó α, q ần kim loại ở phía
trong c ờng trung hòa ứng suất sẽ bị nén còn phần ống ở ờng
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP SVTH: NGUYỄN NGỌC LINH-KTHK51
Trang: 39
trung hòa sẽ ứng suất kéo và bị ã Đ ờ ò ờng có ứng suất
bằng không và không bị biến dạng trong quá trình uốn.
H 3 1 2: Ố ợ ố
Khi ố ị uố ờng trung hòa trùng với ờng trung bình hình học
c a ống. Khi ống bị uốn cong (Hình 3.1.2) ờng trung hòa bị l ,
ị c nêu ra ở phần sau.
3.1.2 Một số đặc điểm của quá trình uốn ống
a. Th đổi chi u dày thành ng tại vùng u n:
S ổi chiều dày c a thành ống tại vị trí bị uốn. Do chịu ứng suất
khác nhau, phần phía trong chịu ứng suất nén và phía ngoài chịu ứng suất nén
dẫn tới thành ống ở phía trong chịu nén sẽ dày lên và thành ống ở phía ngoài bị
mỏ (H 3 1 3)
ũ ịu ứng suất khác nhau mà làm cho tiết di n ống bị ổi
không còn giữ c biên dạ ò ầu. Tại các vị trí uốn ống sẽ có
hình oval.
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP SVTH: NGUYỄN NGỌC LINH-KTHK51
Trang: 40
H 3 1 3: K yế ậ ố ố
b. Đ n hồi sau khi u n:
Hi ồi sau khi uốn. Sau khi hoàn tất quá trình uốn và các d ng
c ã c rút ra khỏi ống uố , ồi xuất hi n do bản chấ ồi c a
vật li u ố Đ ề c gọi là ph c hồ ồi c a ống sau khi uốn. Trong
quá trình uốn, ứng suấ ă ống và khi thôi tác d ng ứng suấ
bi tri t tiêu. Sau khi uốn, mặt phía ngoài chị sứ ă ã ặt phía trong
c a vùng uốn chịu ứng suấ ứng suấ ạo ra liên kết nội bộ chính là
nguyên nhân tạ ồi. S ồi tiếp diễ ến khi mômen uốn bên
trong bằng 0. Nó ph thuộc và góc uốn, vật li , ờng kính ống, lõi uốn, máy
và các d ng c . Th c tế ể giảm ả ởng c a hi ồi sau khi uốn
ời ta uốn ống với góc uốn lớ ị cần thiết d a vào giá trị ó ồi
ó
c. Sự hình thành nếp nhăn ở vùng bị nén:
Khi ố c uốn cong phần phía trong chịu ứng suất nén. Khi uốn ống với
ối nhỏ ờng dẫn tới s mất ổ ịnh c a phôi uốn tại vùng nén
làm xuất hi ă (H 3 1 4) ế ă ó ạng bề mặt n
sóng. Với các yêu cầu về ũ ề mặt thẩm mỹ thì các nế ă
không thể chấp nhậ c vì vậy cần có các bi ể giảm nế ă S
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP SVTH: NGUYỄN NGỌC LINH-KTHK51
Trang: 41
hình thành nế ă q ến bán kính uốn tới hạn (hay bán kính uốn nhỏ
nhất). Bán kính uốn nhỏ nhất (tới hạ ) ó ốn ở trạng
thái tới hạn c a s mất ổ ịnh. Cầ ị ó ể th c hi n các nguyên công
uốn với bán kính uốn cong phù h p. Nó ph thuộc và tính chấ ọc c a vật
li u, chiề ối c a thành ố , ộ biến mỏng cho phép c a thành ống,
ộ ôval cho phép c a thành ống.
Hình 3.1.4. H à ế ă ố
3.1.4 Quá trình biến dạng dẻo của kim loại
Uốn ống hay dập tạ ề c tạo ra từ biến dạng dẻo c a kim loạ ể
tạo ra hình dạ ớc mong muố ầ , ể tạo nên hình dạng này ta
cần có khuôn tạo hình. Khuôn tạ c tạo thành từ hai thành phần là: cối
và chày. [3]
Biến dạ ồi, biến dạng dẻo và phá h y là 3 quá trình nối tiếp nhau
xảy ra trong kim loại và phần lớn h p kim d ới tác d ng c a tải trọng gây ra.
q ó c miêu tả :
ú ầ ă ải trọ ộ biến dạ Δ ă e ỉ l bậc nhất với nó,
gọi là biến dạ ồi. Lúc này kim loại có thể trở về vị ầu.
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP SVTH: NGUYỄN NGỌC LINH-KTHK51
Trang: 42
Khi tải trọ t quá giá trị nhấ ị , ộ biến dạ Δ ă ất nhanh khi
thôi tác d ng tải trọng thì kim loại vẫn bị biến dạ ớn lắ c
gọi là biến dạng dẻo kèm theo biến dạ ồi.
Khi tải trọ ạ ến giá trị max thì lúc này xuất hi n các vết nứt tế vi và
làm ứng suất tậ ẫ ến các vết nứ ă ần,
kim loại bị tách rời và bị phá h y. Hi ó ọi là biến dạng phá h y.
Mỗi loại vật li ều có giới hạn chịu
l ể chúng không bị phá h y khi biến dạng.
Khi uốn ống ng ời ta d a theo biể ồ sau:
+ Khi uốn các vật li u dẻo ta chú ý
ến biể ồ σ – ε (Hình 3.1.5):
Với
0F
,
0l
l
Hình 3.1.5: B ể ồ ζ – ε [3]
Từ hai biể ồ trên ta thấy trong quá trình uốn ố ới tác d ng c a l c
uốn làm cho vật li u ở trạng thái biến dạng dẻ Để tạo ra biến dạng dẻo cho ống
thì cần tạo ra ứng suất uốn trong ống lớ ới ứng suất chảy c a vật li u
kim loạ Đồng thời phả ảm bảo ứng suất tạo ra nhỏ ứng suất giới hạn bền
c a vật li ể vật li u không bị phá h y. Từ hai biể ồ ũ ấy tính
dẻo c a vật li u làm ống càng cao thì càng dễ uốn do miền biến dạng dẻo lớn.
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP SVTH: NGUYỄN NGỌC LINH-KTHK51
Trang: 43
3.2. Tính toán
3.2.1 Bán kính nhỏ nhất cho phép khi uốn
Bán kính uốn nhỏ nhấ ị ở ảm bả ộ bền c a các
thớ kim loại ngoài cùng c ảm bảo không hình thành nế ă ở
vùng nén. Khi uốn với bán kính lớn thì hay xảy ra vế ở thớ ngoài cùng còn
khi bán kính uốn nhỏ thì dễ gây ra nế ă ở vùng nén. Cầ ịnh bán kính
uốn nhỏ nhấ ể ảm bảo chất l ng c a ố c uốn.
B ng 3.2.1: Thông số c a thép theo TCVN 6285-1997
Mác thép
G ớ ạ
y
(N/mm2)
G ớ ạ
ề
(N/mm2)
Độ ã à
ố
(%)
ĐẶ TÍNH UỐN
Gó ố
ộ)
Đ
ố ố
(mm)
CII 240 500 19 180 1,5d
CIII 350 600 14 90 1,5d
CIV 600 900 6 45 1,5d
{7}
Bán kính uốn nhỏ nhất ph thuộ a vật li ẻo, tính dị
ớng c a vật li u phôi, chiều dày c a ố , ờng kính ống, chấ ng bề mặt.
N ốn, góc uố ũ ả ởng tới bán kính uốn nhỏ nhất.
Khi uốn những thớ kim loại mặt ngoài c a phôi bị kéo và bị giãn dài nếu
bán kính uốn quá nhỏ sẽ làm cho các thớ kim loại lớp ngoài cùng bị ă
có thể bị ứt vì vậy cần phả ịnh bán kính nhỏ nhất cho phép khi uố ể
tránh hi ng nứt gãy các thớ kim loại lớp ngoài cùng, giá trị bán kính này
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP SVTH: NGUYỄN NGỌC LINH-KTHK51
Trang: 44
phù h p với tính dẻo c a từng loại vật li Nó ịnh tùy thuộc vào mứ ộ
biến dạng giới hạn c a lớp kim loại ngoài cùng. Hình 3.2.1 thể hi n biến dạng
hình học c a một ống bị uốn cong.
H 3.2.1: B ế ạ ọ ạ ố ị ố
R-B ng trung hòa ), α-Gó ố ố ộ)
S-Đ ố (mét) L-Độ à ố ố )
L- yể ị ề ặ à ố .
Theo tiêu chuẩn TCVN 6285-1997 ở bảng 3.2.1 thì bán kính uốn nhỏ nhất
sẽ bằng 1,5 lần bán kính c a ống.
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP SVTH: NGUYỄN NGỌC LINH-KTHK51
Trang: 45
3.2.2 Tính toán mô men uốn
Hình 3.2.2: P l q ố
T ó: F : l c kẹp c a xylanh kẹ ộng lên ống, N
M : mô men xoắn c xyl ộng lên ống, Nm
Hình 3.2.2 thể hi n rõ mộ ồ phân tích l c uốn ống khi s d
pháp khuôn uốn cố , q ó ắ ă ống biến dạng cho ống.
Vi c tính toán sẽ phải chọn ra Mô men và l c lớn nhấ , ới ảng
thông số thép theo CVN 6285-1997.
Bài toán thiết kế là tính toán uốn cho dải ố ó ớ ờng kính từ
15mm tới 50 mm vớ ộ dày thành ống là khác nhau. Mô hình tính toán l c là
giố , ó ở ớ ờng h p ống có kích ớc lớn nhất có
ờ Φ50 3mm vật li u là mác thép CII.
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP SVTH: NGUYỄN NGỌC LINH-KTHK51
Trang: 46
B ng 3.2.2: Thông số c a thép theo TCVN 6285-1997
Mác thép
G ớ ạ
y
(N/mm2)
G ớ ạ
ề
(N/mm2)
Độ ã à
ố
(%)
ĐẶ TÍNH UỐN
Gó ố
ộ)
Đ
ố ố
(mm)
CII 240 500 19 180 1,5d
CIII 350 600 14 90 1,5d
CIV 600 900 6 45 1,5d
Tính chấ a mác thép CII. [3]
+ Giới hạn bền kéo : ζb = 500 N/mm
2
+ Giới hạn chảy : ζch = 240 N/mm
2
+ Độ ã ối: δ = 19%
Ứng suất uốn do mô men c ộng lên ố c tính:
T ó: Mu : Mô men uốn, N/mm
Wx : Mômen chống uốn, mm
3
Để có thể gây ra hi ng biến dạng dẻo khi uốn ống thì ứng suất gây lên
trong ống thỏ ã iều ki n:
ch
:
Giới hạn chảy cho phép, N/mm2
ch
= 240(N/mm
2
)
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP SVTH: NGUYỄN NGỌC LINH-KTHK51
Trang: 47
Mô men chống uố c tính theo công thức sau: [3]
T ó: D: Đ ờng kính c a ngoài c a ống bằng 50 mm
d: ờng kính trong c a ống d = 44 mm → Wx = 4912,5 mm
3
Thay các số li u vào công thức ta có :
Suy
Bán kính cong c a khuôn uốn: R= 150 mm
T vớ ớc ố , c bảng giá trị l c và
mô men uốn cho trong bảng 3.2.3 ớ :
D a vào hình 3.2.2, phân tích các l ộng trong quá trình uốn:
L c kẹp F phải thoả ã ều ki n sau:
+ Chống lạ c mô men M.
+ L c ma sát phả lớ ể ống không bị q ốn.
+ Ứng suất nén gây ra trên ống phải nhỏ ới hạn chảy c a thép.
Xét yêu cầu thứ nhất, theo h l c ở hình 3.2.2 thì
Mặt khác: nên
ến
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP SVTH: NGUYỄN NGỌC LINH-KTHK51
Trang: 48
B ng 3.2.3: Momen uốn ống
B e ố ố (N.m)
Đ à
(mm)
Độ ày ố ầ ố (mm)
1 1.5 2 2.5 3
16 22 31.4
19 31.4 45.3
22 42.6 61.7
25 55.5 80.7
27 65 94.8 123
32 92.1 135 175.7
34 104 153 199.4 243.8 286.1
38 131 192.4 251.4 308 362.4
42 160.4 236.3 309.5 380 447.8
49 219.5 324.2 425.6 524 620
Xét yêu cầu thứ hai, h số ĩ a thép với thép là kt=0.7, áp d ng
công thức tính l c ma sát.
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP SVTH: NGUYỄN NGỌC LINH-KTHK51
Trang: 49
Theo công thức th c nghi m gầ ú số ă l=0.0002-
0.001.
Để thỏa mãn yêu cầu thì:
Hình 3.2.2: Phân l q ố
Xét h l c trong hình 3.2.2 ể ống cân bằng thì
Kết h p
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP SVTH: NGUYỄN NGỌC LINH-KTHK51
Trang: 50
Mặt khác xét theo yêu cầu thứ nhất với so sánh
theo thì với
sẽ thoả ã ều ki n thứ nhất và thứ hai.
H :3 2 3:S ồ ố ợ ợ l ọ
X ều ki n thứ ba, dễ dàng xét thấy ứng suất trên ống ở phần kẹp sẽ nhỏ
ứng suất gây ra trên phần ống bị uốn, ống ở phần uố ã c thoải mãn khi
tính toán bán kính uốn nhỏ nhất, vì vậ ều ki n thứ ba sẽ hiể c thỏa
mãn.
Để ảm bảo ấu th y l c tố ề mặ ă ng và kết cấu thì bộ
phận này sẽ phải bố e ồ mới trong hình 3.2.3
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP SVTH: NGUYỄN NGỌC LINH-KTHK51
Trang: 51
Hình 3 2 4: S ồ l y ộ q y ố q ụ ố
L c F2 lúc này chỉ ó ò tạo l ó ộ lớn bằng kt.F2 giữ cho
ống thép k bị xoay quanh tr c, tức M1 bằng mô men do trọ ng P gây ra
(Hình 3.2.4).
Với ống thép dài 5 (m) thì chiều dài tố a phần uốn là l=2,5 (m). Khối
ng dài c a phần uốn với loại ống 50 (mm) là 3,5 (kg/m) suy ra
Mặt khác công thức tính mô men do l c l c ma sát cho tr c bị kẹp có thể
áp d ờng h p này: {1}
Với S là bán kính ống và pc là áp suất ở bề mặt ống, do ống c kẹp từ
hai phí nên công thức tính áp suất gầ ú
Suy ra
Thế ẳng thức M=P. l /2
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP SVTH: NGUYỄN NGỌC LINH-KTHK51
Trang: 52
Vậy l c cần thiết c a xi lanh kẹ ĩ 1950 (N)
3.2.3 Tính toán cơ cấu mâm kẹp động
Trong máy uống ống t ộng thì mâm kẹp nhanh (Collet chuck) là một bộ
phận rất quan trọng, mâm kẹp nhanh có các tác d ng sau: [10]
- Đẩy ống tịnh tiến về phía ớc.
- Kẹp và quay ống quanh tr c ống, nhờ ó ó ể uốn ống theo không
gian 3 chiều (3D)
- Kẹp giữ ống khi má kẹ ĩ ốn nhả ra.
H 3 2 5: P l ộ l lle
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP SVTH: NGUYỄN NGỌC LINH-KTHK51
Trang: 53
Mâm kẹp nhanh là mộ ấu tiêu chuẩ ồ gá c a các máy CNC, vì
vậy trong phạ ồ án này sẽ ộ bề ũ ết kế chi tiết
mâm kẹp nhanh mà chỉ tính toán l c cần thiết c a xi lanh giữ c ống không bị
xê dị ối so với mâm kẹp. Hình 3.2.5 thể hi n h l ộng lên
Collet Chuck.
Fc là l ộng c a xi lanh kẹp collet chuck lên Cam, N là phản l c c a
mặt côn lên cam, Fk là phản l c do ống tác d ng lên Collet chuck, lúc kẹp chặt
thì toàn bộ ấu ứng nên bỏ qua l c ma sát.
Theo h l c trên e
Xét h l c tác d ng lên Collet Chuck e ẳ ứng
Fk phải thỏ ã F2 ở phần trên
Từ ó
Vậy l c kẹp do xi lanh collet chuck gây với ố ờng kính 50mm và dài
5m là 1654N.
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP SVTH: NGUYỄN NGỌC LINH-KTHK51
Trang: 54
CH NG 4: TÍNH TOÁN H TH NG THỦY L C
4.1. Xây dựng mô hình và lựa chọn phần tử chấp hành thủy lực
Quá trình uốn ống diễn ra theo tuần t : ầu ố ới
vị trí cần uốn, tiếp theo ố ẩy áp vào khuôn uốn, khuôn uốn quay gây
uốn ống và cuốn ống theo chuyể ộng c a nó.
D a trên mô thiết kế ộ c ấu uốn, l a chọn các phần t chấp hành
th y l ể ều khiển hoạ ộng c ấu uố :
Hình 4.1.1: Xylanh quay
Chọ ộ e thố ă ă ống tới vị trí cần
uốn.
Chọ ộ e thống giảm tốc bằ ă ấu quay
ố ớng kính (quay Collet Chuck).
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP SVTH: NGUYỄN NGỌC LINH-KTHK51
Trang: 55
Chọ ấu uốn ống: Để tạo ra chuyể ộng quay cho khuôn uốn, tạo ra
mô men uố ộng lên ống thì có rất nhiề Ở ới yêu cầu góc
quay nhỏ 3600 mô men uốn lớn và có thể dễ ổi, dễ ổi vận
tốc uốn, chọn xylanh quay th y l ể tạo ra chuyể ộng quay. Ở ọn
xylanh quay th y l c một cánh gạt.
Cấu tạo c a xylanh quay (Hình 4.1.1): Buồ ă ởi một
ă ố ịnh, cánh gạ c lắp chặt trên một tr c quay trong buồng
, ậy cánh gạ ă ố ịnh sẽ tạo ra bai buồ ă
bi t. Khi dầ ột bên buồng xylanh áp l ộng lên cánh gạt c a
x ó q ó ũ ẽ quay. Tiết di n c a cánh gạt ảnh
ởng tớ ộ lớn c a mô men xoắn.
N ậy hoạ ộng c ấu chấp hành th y l c sẽ diễn ra phải tuần
t e ú q ốn ố : Đầu tiên h thống kẹp Collet Chuck sẽ
tiến về phía cuối c a máy, xi lanh kẹp ống Collet Chuck sẽ kẹp chặt ống, ộng
e a h thố ă ă (gọi là h thống ẩy) tiế ẩ ể
ố ế ú ị trí cần uốn, xi lanh kẹp ố ĩ ẽ kẹp chặt ống, tiếp theo
xylanh quay sẽ hoạ ộ ể tạo ra chuyể ộng quay cho khuôn uốn và tay
quay lắp trên khuôn. Khi uốn ống tớ góc theo yêu cầu, xylanh quay sẽ th c
hi n quay lùi lại về vị ầu. Tiếp theo xylanh kẹp sẽ nhả ống ra, h thống
ẩy ống sẽ ống tới vị trí tiếp theo cần uố , ộ e q q thống
ă quay góc ống theo góc yêu cầu. Góc quay c q ịnh
thông qua một cảm biế ó H ẩy ống và góc quay ống sẽ
qua h thố ó (R E e ) ắn trên mỗ ộng c
Từ phân tích trên xây d ồ nguyên lý c a h thống th y l
(hình 4.1.2) ồn cung cấp dầu cho hoạ ộng c a h thống. Riêng trong
mạch hoạ ộng c a xylanh quay ta s d ng bộ ổn tố ể ều khiển vận tốc cho
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP SVTH: NGUYỄN NGỌC LINH-KTHK51
Trang: 56
xylanh này vì tố ộ uốn ống cầ ều chỉnh ở vận tốc phù h ảm bảo
quá trình biến dạng dẻo không gây ra các khuyết tật sau khi uốn làm giảm chất
ỏng ống sau khi uốn.
Hình 4.1.2: S ồ ạ y l ệ ố y l y ô ố
Để phù h p với vi c mô phỏng tính toán, xi lanh quay sẽ c thay bằng
một xi lanh tịnh tiến với các thông số
2) Xylanh kẹp
ống ĩ
B à ộ lọc
Van x
kh n cấp
Van an toàn
Van 4/3
1) Xylanh quay
3) Xylanh Collet
Chuck
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP SVTH: NGUYỄN NGỌC LINH-KTHK51
Trang: 57
4.2. Tính t án í h thước của xylanh
4.2.1 Tính kích thước xylanh kẹp ống tĩnh)
Chọn thông số làm vi c c a h thống:
Áp suất c a h thống là 150 bar = 14715000 N/m2.
L c tác d ng lớn nhất lên cầ e ọc tr c 1950 N.
Chọn kết cấu xylanh là loại cầ ối xứng với :
D : ờng kính xylanh (m)
d : ờng kính cần pittông (m)
Tiết di n làm vi c trong các buồng xylanh lầ t là:
;
T ó ằng l c trong xylanh là:
(4.1)
Với F2 là l c tổng cộ ộng lên xylanh, có giá trị bằng l c tải tác
d e ọc tr c pittông. L c tải lớn nhất tác d ng lên
pittông bằng 1950 N.
P1 là áp suất ở buồ ẩ ờng h p xylanh tiến vào kẹp ống, P2 là
áp suất buồng còn lại.
A1, A2 là tiết di n có ích tạo ra l ẩy c a các buồng xylanh
Coi áp suất P2 bằ 0 c
→ D = 13 mm, từ ó ọ ớ :
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP SVTH: NGUYỄN NGỌC LINH-KTHK51
Trang: 58
Để ảm bả ộ cứng vững cho chi tiết với l c tải là khá lớn chọn các kích
ớc c a xylanh: D = 35 mm, d = 20mm
ó 1=9,62.10
-4
(m
2
) A2=6,48.10
-4
(m
2
)
4.2.2 Tính toán xi lanh kẹp Collet Chuck
T với cách tính xi lanh kẹp ố ( ĩ ) ở trên ta có di n tích c a xi
lanh là
Suy ra: D1=12 (mm)
Để ảm bả ộ cứng vững cho chi tiết với l c tải là khá lớn chọn các kích
ớc c a xylanh: D1 = 35 mm, d1 = 20mm
N ậy xi lanh kẹp ống và xi lanh Collet Chuck sẽ ó ớ
t nhau.
4.2.3 Tính kích thước xylanh quay
Chọn loại xylanh quay một cánh gạ 4 1.2. Áp suất suất làm vi c
150 bar.
D ờng kính ngoài c a cánh gạ , ờng kính tr c cánh gạt và
b là bề rộng cánh gạt hay chiều dài c a xylanh.
Tính mô men tác d ng lên tr c c a xy lanh quay:
M = Ma + MD + ML
M là mô men xoắn tác d ng lên tr c xylanh quay Nm
Ma là mô men do quán tính, Ma = J θ
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP SVTH: NGUYỄN NGỌC LINH-KTHK51
Trang: 59
J là mô men quán tính khố ng trên tr c xylanh kgm2 , θ - gia tốc góc
rad/ s
2
J = m.R
2
/2 = 10. 0,15
2
/2 = 0,1125 kgm
2
Thờ q ộ c ến chế ộ xác lập từ 0,1-0,5 s.
Chọn t0 = 0,1s thì gia tốc góc c a xylanh là 0,4/0,1 = 4 rad/s
2
.
Vậy có Ma = 0,45 Nm .
MD: mô men do ma sát nhớt trên tr c xylanh quay Nm, tính bằng 10% mô
men tổng cộng c a các thành phần mô men khác.
ML: mô men do tải trọng ngoài Nm, bằng 620 Nm
M = 620+62 = 682 Nm
Mà ta có mô men do xylanh quay tạ c tính:
P là chênh áp suất giữa hai buồng c a xylanh quay
Scg là tiết di n cánh gạt c a xylanh quay.
Coi áp suấ ầu ra c a xylanh là bằ 0 ó ộ chênh áp là 150 bar.
D ờng kính tr ộ c a khuôn uố c bằng 40 mm, chọn
ờng kính tr c cánh gạt d = 70 mm, ờng kính ngoài cánh gạt D = 110 mm
→ b = 52.4 mm
Chọn lại b = 55mm và giá trị d = 70 mm, D = 110 mm
Tính lạ ộ chênh áp cần thiết giữa hai buồng c a xylanh quay :
P = 144 6
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP SVTH: NGUYỄN NGỌC LINH-KTHK51
Trang: 60
N ậ ể tạo ra mô men xoắ ể uố c loại ố ó ớc lớn
nhất cần tạ ộ chênh áp giữa hai buồng xylanh quay là
144,6 bar < 150 bar là áp suất c a h thố , ậy là nằm trong khoảng
áp suất có thể ều chỉ c.
4 3 Tính ưu ượng cấp cho các xylanh
4.3.1 Lưu lượng cấp cho xylanh kẹp ống tĩnh) và xi lanh kẹp Collet
Chuck
Chọn vận tốc trong hành trình kẹp ống ĩ Collet chuck
bằng v= 0,2 m/s = 200 mm/s
Áp d ng công thứ ó ng cấp cho xylanh kẹp ống
là :
Q = A1 × v
Với A1 = 9,62×10
-4
m
2
là tiết di n buồ ẩy khi xylanh kẹp ĩ Collet
Chuck.
Q =9,62.10
-4
× 0.2 = 192,4.10
-6
m
3
/s =11,44 l/ph
Trong hành trình lùi c a xylanh này nếu giữ ng cấp vào
xylanh thì xylanh này th c hi n lùi nhanh với vận tốc
v2 = Q/A2 = 192,4.10
-6
/648.10
-6
= 0,297 m/s
4.3.2 Tính toán lưu lượng cần cấp cho xylanh quay
Vận tốc uốn ống chọn bằng 200 /s = 0,35 rad/s. Vận tốc này l a chọn d a
vào tố ộ biến dạng c a vật li u kim loại làm ống.
ng c a xylanh quay là:
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP SVTH: NGUYỄN NGỌC LINH-KTHK51
Trang: 61
ω là vận tốc góc c a xylanh quay, ω = 0,35 rad/s
Q = 1,73×10
-5
m
3
= 1,04 l/ph
Xylanh quay th c hi n lùi nhanh với vận tốc góc ω = 450 /s = Π/4 rad/s
ng trong hành trình lùi tính theo công thức trên có Q = 2,33 l/ph
4 4 Tính í h thước củ đường ng
4.4.1 Đường ống đẩy
Đ ờng kính ố ẩy trong mạch th y l c cấp cho xylanh kẹ ĩ và
xylanh kẹp Collet Chuck: d0. T ế ố ẩ :
ng c a h thống tính theo vận tốc dầu chả ờng ống và tiết
di n:
Q = v× f0
Với v là vận tốc dầu chảy trong ố ẩy c a h thống. Chọ ộ vận tốc
c a dầu chả ờng ống h thống v = 5 m/s , vớ ng c a h thống
bằng
Q = 192,4.10
-6
m
3
/s = 11.59 (lit/phút)
T c f0 từ ó ờng kính ống d0 = 7 mm
Ống th y l e ị Inch, tra bảng tiêu chuẩn ống th y l c tiêu
chuẩn, chọn ố ẩ ó ờng kính 3/8 Inch gần bằng 9,525mm
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP SVTH: NGUYỄN NGỌC LINH-KTHK51
Trang: 62
Vậy vận tốc dầu chả ố ẩy cấp cho 2 xylanh thẳng là 5
m/s
T ớ ờng ố ẩ q T ớ
ng cấp cho xylanh quay ở hai hành trình lầ t là 1.04 l/ph và 2.33 l/ph,
ớ ờng ố ẩy là d0 = 4 mm.
Tra bảng kích thuốc ống tiêu chuẩn chọn ố ó ờng kính ¼ Inch gần
bằng 6,35 (mm).
4.4.2 Tính kích thước ống hút và ống xả dầu của hệ thống.
T , ới vận tốc dầu trong ống hút lầ t là vh = 1 m/s và
vận tốc dầu xả bằng vx = 1,5 m/s, ể tránh tổn thất áp suất trên ống hút và ống
xả, chọ ờng kính ống hút và ống xả lớ ố ẩy tính trên lí thuyết
d
hút
= d
x
= 3/8 (Inch)=9.525(mm) ;
Tính lạ c vận tốc c a dầu trong ống hút và trong ống xả lầ t là:
v
h
= v
xa
=2.7 m/s
4.5. Tính tổn thất của hệ th ng thủy lực
Tổn thất áp suất trong mạch th y l c tính bằng tổng tổn thất áp suất
ờng ống, tổn thất áp suất trên các van phân phối van một chiều van tiết
bộ ổn tốc, bộ lọc c a h thốn. Trong mạ ầu chấp hành làm
vi c một cách tuần t trong từng mạch riêng rẽ, ta sẽ ịnh áp suất tổn thất
trong từng mạch riêng rẽ từ ó ị c áp suất tổn thất lớn nhất c a h
thống, từ ó ịnh áp suất c ần thiết cấp cho cả h thống.
Chọn tổn thất trên các thiết bị :
Tổn thất áp suất trên bộ lọc : bộ lọc = 3 bar
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP SVTH: NGUYỄN NGỌC LINH-KTHK51
Trang: 63
Tổn thất áp suất trên van phân phối : van phân phối = 2 bar
Tổn thất áp suất trên van một chiều : 1chieu = 1 bar
Tổn thất áp suất trên bộ ổn tốc : ổn tốc = 2 bar
Tổn thất áp suất trên van tiế : tiế l = 2 bar
Chọn loại dầ ó ộ nhớt là : υd = 25×10
-6
m
2
/s
Trọ ng riêng c a dầu là : γd = 8500 N/m
3
Tính tổn thất áp suấ ờng ống trong mạch xylanh kẹp, vận tốc dầu 5
m/s, chiề ờng ống L = 5 m, ta có:
: Tổn thất áp suất dọ e ờng ống
γ: số tổn thất áp suất dọc tr , ịnh d a theo số Renold
Vậy : γ c tính theo công thứ γ = 64/Re = 0,04
g là gia tốc trọ ờng g = 9,81 m/s2
dy ờng kính ống dẫn dầu dy = 8 mm
T c d = 2,98 bar
Tổng tổn thất áp suất trên mạch làm vi c c a xylanh kẹp ố ĩ là
= Δ + vanphânphối + bộlọc =2,98+ 2+ 2 × 3 = 10,68 bar
T tổn thất áp suất trong mạch xylanh kẹp ống (Collet Chuck)
c là vớ ờng ống dẫn dầu trong mạch có chiều dài L = 4 m
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP SVTH: NGUYỄN NGỌC LINH-KTHK51
Trang: 64
= + vanphânphối + bộlọc + 1chiều = 10 bar
Tính tổn thất áp suất trong mạch làm vi c c a xylanh quay
Chiề ờng ố ẩy là L = 2 m, vận tốc c a dầ ờng ố ẩy
vd = 3,42 m/s tổn thất dọc tr = 0,5 bar
Tổng tổn thất áp suất trong mạch xylanh quay là:
2 = 0,5 + 1 + 2 + 2 + 2 × 2= 9,5 bar
Vậy tổn thất lớn nhất là trong các mạch th y l c = 10,68 bar
Trong th c tế s d ng tổn thất áp suất còn do các nguyên nhân khác gây ra
ầu nố , ế … ó ể lấy = 12 bar
Áp suất cần thiết c a h thống là
Pyc = 150+12 = 162 bar
ng yêu cầu c a h thống phải lớ 11,44 l/ph, chọn Q = 15 l/ph
Chọ ải thỏa mãn Qb =1,1× 9,65 = 16,5 l/ph
Pb = 1,1× 162 = 176 bar
Chọ ă ó ố
Qb = 18 l/ph , áp suất Pb = 180 bar
Công suất c e ức:
Nb = Qb ×.Pb/612 = 180 × 18/612 = 5,29 KW
Công suấ ộ n
N = N/ηb×η ớ ố = 5,29/0,95 × 0,99 = 5,63 KW
ηkhớpnối là hi u suất khớp nối bằng 0,99
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP SVTH: NGUYỄN NGỌC LINH-KTHK51
Trang: 65
ηb là hi u suấ ọn bằng 0,95
4.6. Tính nhiệt hệ thống
Khi làm vi c với áp suất cao nhi ộ dầ ă ó ần tính nhi ộ làm
vi c c a dầu trong h thống th y l ảm bảo nhi ộ làm vi c trong khoảng
nhi ộ cho phép c a dầu th y l c.
ớc bể dầ :
Chiều ngang bể dầu : a
Chiều dài bể dầu : b = k1 × a
Chiều cao bể dầu H = k2 × a
Với k1, k2 là các h số tỷ l .
Di n tích bề mặt bể dầu tiếp xúc với dầu
Di n tích bề mặt bể không tiếp xúc với dầu
Di n tích bề mặt truyền nhi t c a bể dầ c tính
F = F1 + 0,5F2
Thể tích dầu trong bể bằng 0,8 lần chiều cao c a bể: Vd = a × b × 0,8h
Thay vào công thứ c:
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP SVTH: NGUYỄN NGỌC LINH-KTHK51
Trang: 66
Từ ng c ấp cho h thông Q =18 l/ph , bể chứa dầu cho h
thống có thể tích từ 3-5 lầ ng c ấp. Từ ó, ọ ớc bể
dầu:
Chiều rộng bể a = 350 mm
Chiều dài bể b = 500 mm
Chiều cao c a bể h = 350 mm
Thì thể tích bể dầu:
V = a.b.h = 0,35.0,5.0,35 = 0,06125 m
3
= 61.25 (lit)
ng dầu trong bể Vd = 0,8V ≈ 50 lit
Áp d ng công thức tính nêu trên, di n tích truyền nhi c tính
F =5,96 = 5,96 = 0,8088 m
2
T ó ằng nhi ộ c a dầu trong bể
Tod là nhi ộ ổ ịnh c a dầu,
0
C
To là nhi ộ c ờng xung quanh, lấy T0 = 25
o
C
F : di n tích truyền nhi t c a bể dầu, m2
Qt ng nhi t sinh ra c a h thống làm nóng dầu th y l c, J
k : h số truyền nhi ờng c a dầu và thành bể J/m2.oC
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP SVTH: NGUYỄN NGỌC LINH-KTHK51
Trang: 67
α1: H số truyền nhi t từ dầu sang bể
α2: H số truyền nhi t từ bể ờng
δ: bề dầy c a bể
:h số dẫn nhi t c a vật li u.
Th c tế theo kinh nghiêm thì h số truyền nhi t k = 63
Tổn thất công suấ ă ộ c a dầ c tính
N là tổn thất công suất h thống .
η là hi u suất tổng c a h thống η = ηdc × ηck × ηb
ηdc là hi u suấ ộ n, chọn bằng 0,95
ηb là hi u suấ ằng 0,95
ηck là hi u suấ thống, ηck = 0,9
Suy ra ta có
η =0,95 × 0,95 × 0,9 = 0,812
Nhi t sinh ra trong 1 giờ làm vi c c a h thống Qt = 1226 J. Nhi ng
này sẽ truyền vào trong dầ ă ộ c a dầu. Thay các giá trị tính
c suy ra nhi ộ ổ ịnh c a dầu trong bể vớ ớc bể dầ ã ọn
ẽ là:
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP SVTH: NGUYỄN NGỌC LINH-KTHK51
Trang: 68
Nhi ộ trên vẫ ảm bảo khả ă c tốt c a dầu th y l c. Vậy giữ
ớc bể dầ ã ọ
4.7. Lựa chọn van thủy lực cho hệ thống
S ã a chọ , ớ ờng ống,
cần phải l a chọ c các van th y l ối, van tiế , ột
chiều... phù h p với thống số làm vi c c a h thống:
Áp suất làm vi c c a h thống P = 180 bar.
ng làm vi c c a h thống Q = 18 lit /ph.
Van phân phối
Chọn van phân phố n từ 4 /3 size 6. Có áp suất làm vi c lớn nhất
Pmax = 210 bar; Qmax = 25 l/ph.
Bộ ổn tốc size 10:
Chọn bộ ổn tốc size 10, Pmax = 315 bar, Qmax = 10 l/ph.
Độ chênh áp suất giữ ầ ∆ = 2
Van một chiều size 6:
ng Qmax = 18 l/ph
Áp suất làm vi c 5 bar.
Van an toàn size 6:
Áp suất làm vi c tới 200 bar
ng Qmax = 50 l/ph.
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP SVTH: NGUYỄN NGỌC LINH-KTHK51
Trang: 69
Bộ lọc dầu:
Chọn bộ lọc dầ ờng dầu về ờng dầu hút vào : Chọn bộ
lọc dầu Qmax = 60
Số ng các phần t th y l c thống kê vậ ần ph c l c
cuố ồ án.
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP SVTH: NGUYỄN NGỌC LINH-KTHK51
Trang: 70
CH NG 5 THI T K CÁC CỤM CHI TI T CỦ MÁ U N
5.1. Tổng quan các cụm chi tiết của máy u n ng
Hình 5.1.1: ụ ế y ố ố T ế ế ằ S l w )
Hình 5.1.1 là các c m chi tiế a máy uốn ống ó:
1-T : ũ , ó ấu th y l c
, … thố ều khiể n.
2- C m kẹ ĩ : ồm một má kẹ ĩ ột xi lanh th y l c.
3- Bộ phận quay uốn ống: Bao gồm một giá gắn với xi lanh quay và má
kẹ ộ ều chỉnh bởi tr c vít bánh vít.
4- Ống cần uốn.
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP SVTH: NGUYỄN NGỌC LINH-KTHK51
Trang: 71
5- Xi lanh quay.
6- Khuôn uốn.
7- H thố ẩy ống.
8- ấ ẩy ống: Bao gồ e , 2 ộ e m v
di chuyể ấu dọc h thống ray và mộ ộ q e , 1
kẹp Collet Chuck.
9- Đ : Gắn một ố ặc có tác d ịnh hình ống uốn.
5.2. Thiết kế cụm kẹp tĩnh
C m kẹ ĩ ấu giữ ống trong quá trình uốn bao gồm một má kẹp
ĩ , ộ ẩy má kẹ ĩ , ộ ế t má kẹ ĩ
Hình 5.2.1: ấ ẹ ĩ
Yêu cầ ới c ấu là má kẹ ĩ ễ dàng tháo lắ ể ổi với
từng loạ ờng kính uốn. Vì vậy thiết kế 5 2 1 ảm bảo yêu cầu
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP SVTH: NGUYỄN NGỌC LINH-KTHK51
Trang: 72
trên, xi lanh có thể tháo chốt một cách dễ dàng, má kẹ ĩ (H 5 2 2) c
luồn qua rãnh kết nối vớ ế má kẹ ĩ (H 5 2 3)
Hình 5.2.2 : M ẹ ĩ
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP SVTH: NGUYỄN NGỌC LINH-KTHK51
Trang: 73
Hình 5.2.3: Đế ợ ẹ ĩ
5.3. Thiết cụ ấu khuôn u n cho dải ng từ Ø 5 đến Ø50
C ấu này bao gồm một khuôn uố c thiết kế với từng loại ống.
Một tấ ế khuôn uố ể chỉnh khoảng cách giứa khuôn uốn và tâm c a ống
sao cho trùng nhau. Khuôn uốn và tấ ế có 3 lỗ ớc lầ t là 25-25-
52mm, 3 lỗ này sẽ c luồ 3 ốc gắn chặt vớ ế máy (Hình 5.3.1).
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP SVTH: NGUYỄN NGỌC LINH-KTHK51
Trang: 74
H 5 3 1: ụ ấ ô ố
Hình 5.3.2. K ô ố ố 50
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP SVTH: NGUYỄN NGỌC LINH-KTHK51
Trang: 75
H 5 3 3: Đế ô ố
5.4. Thiết kế cụm u n ng
C m uốn ống bao gồm một tay quay (Hình 5.4.2) uốn ống gắn vào tr c xi
lanh quay (Hình 5.4.1), trên tay quay có gắ ấ ều chỉnh bằng tr c
ố ( ố e c ta rô trên tay uốn ống), ấ c lắp
ấ t c a má kẹ ĩ ởi vì trong quá trình uốn l c do
ống gây ra sẽ ộ c lạ ấu uốn nên gờ c a tay uốn có một phần sẽ
ể giữ ấu vững, không bị phá vỡ trong quá trình uốn.
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP SVTH: NGUYỄN NGỌC LINH-KTHK51
Trang: 76
H 5 4 1: ụ ấ ố ố
T ấu có bánh xe uốn ống (Hình 5.4.4) gắn trên một bộ phận gắn
bánh xe (Hình 5.4.3), tác d ng c e ó ã ă ẫ ớng cho ống ép
vào khuôn uố , ồng thờ e ũ ă c ma t lên ống,
ảm bảo ống không bị ớ , ó t gây ra.
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP SVTH: NGUYỄN NGỌC LINH-KTHK51
Trang: 77
H 5 4 2: T y q ấ ố
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP SVTH: NGUYỄN NGỌC LINH-KTHK51
Trang: 78
Hình 5.4.3: Bộ ậ ắ xe ố
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP SVTH: NGUYỄN NGỌC LINH-KTHK51
Trang: 79
H 5 4 4: B xe ố
5.5. Thiết kế cụm mâm cặp:
a. Chứ ă :
Cặp ống tại vị ã ọ ể uốn ống.
Có thể xoay ố ể uốn các ống có dạng không gian.
b. Yêu cầu:
Thiết kế có thể s d ng cho dải ống Ø15÷Ø50.
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP SVTH: NGUYỄN NGỌC LINH-KTHK51
Trang: 80
Kết cấ ản.
Thiết kế cho phép cặ c những ống chiều dài lớ ều dài bàn
máy.
H 5 5 1: Kế ấ ấ ẹ ố
Kết cấu chung (Hình 5.5.1, 5.5.2) c ấu kẹp bao gồ ấu
(màu vàng), Collet Chuck là mâm kẹ c gắ ấu kẹp bằng
các vòng bi. Xi lanh th y l c kẹp ống ở e c nối với với mộ
cấu có gắn vòng bi với Collet Chuck, khi xi lanh ộng l ã ở phần
ớc, mâm kẹp côn sẽ kẹp chặt ống. H thố ộ q e ồm
ộ Se , thống giảm tố ă , ă ớ ẽ gắn
cố ị e , ộ q ẽ ều khiển góc quay c a Collet
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP SVTH: NGUYỄN NGỌC LINH-KTHK51
Trang: 81
Chuck. Cả h thống này sẽ dịch chuyển dọ ể ẩy ống bằng một h
thố ă ă ũ ộ e (H 5 5 5), thống
t bằ h thố t c ấu kẹ ĩ ã ở
T ồ án này chỉ tập trung phầ ều khiển t ộng h thống th y l c,
vì vậy phần kết cấu c a các c m chi tiết chỉ , ải
là bản vẽ công ngh ể gia công.
H 5 5 2: Kế ấ ấ ẹ ố
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP SVTH: NGUYỄN NGỌC LINH-KTHK51
Trang: 82
Hình 5.5.3: Collet Chuck và vòng bi
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP SVTH: NGUYỄN NGỌC LINH-KTHK51
Trang: 83
Hì 5 5 4: B ẽ lle T ể ệ ế ở 0)
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP SVTH: NGUYỄN NGỌC LINH-KTHK51
Trang: 84
H 5 5 5: ấ y ệ ố ằ ă ă
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP SVTH: NGUYỄN NGỌC LINH-KTHK51
Trang: 85
CH NG 6: MÔ PHỎNG H TH NG THỦ L C VÀ ĐI U
KHIỂN TRÊN PHẦN M M UTOM TION STUDIO
6 Giới thiệu v phần ut ti n Stu i .
Trong thờ ại công nghi p hi n nay, vi c t ộng hoá trong các quá trình
sản suấ ều diễn ra khá mạnh mẽ. Nhữ ớc phát triể ó ã ỏ qua các quá
trình th ể e ạ ă ấ ộng và hi u quả trong quá
trình sản suất chế tạo.
Trong quá trình sản suấ ớ , ể ạ c kết quả cuối cùng, ta phải
thí nghi m nhiều lần. Mà trong mỗi lần thí nghi m này là một lần phả ều
chỉ , ổi kết cấu và chế tạo lạ Đ ểm trong quá trình
sản xuất truyền thống, nó là ă ời gian, công sức, tiêu tốn vật li u,...
Ngày nay, với s bùng nổ c a công ngh tin học, vi c áp d ng vi tính mà
c thể mô phỏng và thiết kế trên vi tính vào quá trình sản xuất
ã ải quyế c phần nào nhữ ểm trên. Kh ó ột quá trình sản
xuất có thể c tóm tắ e ồ khố
N ậ , ểm c a quá trình sản xuất kết h p công ngh mô phỏng giúp
ta có thể nhanh chóng thấ c các s cố trong h thố ũ q
trình thiết kế và làm vi c c a nó.
C thể ối với quá trình sản xuất kết h p công ngh mô phỏ , ể ạ c
kết quả cuối theo yêu cầ , ũ ến hành thí nghi m nhiều lần. Tuy nhiên,
q c tiến hành trên mô hình mô phỏ , ều này giúp tiết ki m rất
nhiều thời gian, tiền c , e ạ ă ấ ộng. Bên cạ ó,
mô phỏng còn cho phép kiểm tra s ả ởng c a các thông số kết cấu, thông
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP SVTH: NGUYỄN NGỌC LINH-KTHK51
Trang: 86
số vận hành một cách nhanh chóng. Nhờ ó, ết kế, sản xuất có thể nhanh
ó c kết quả tố ất.
H 6 1 1: S ồ ố q x ấ
Trong vi c ứng d ng công ngh thông tin cho vi c thiết kế h thống này.
Các tác giả ã a chọ S ể tính toán cho h thống th y l c.
Đ ần mề ạ ể , ế ế
ỏ ột cách tr q q ộng học c a từng phần t trong h thống
thuỷ l c ở các chế ộ làm vi ó q ều khiển bằng h
thống thuỷ l c hay kết h p.
P ầ ề S ã F I Te e I ( )
ể ột trong những phần mềm mô phỏ c tạ ĩ
v c t ộng hóa trong Công nghi , ặc bi ể th c thi thiết kế và kiểm tra
ều ki n cần thiết. Các nhà máy kết h p với phần mề ã ạo nên vi c
Yêu cầ ối với hệ thống
Lập b n vẽ thiết kế - Phân tích hệ thống
Xây d ng mô hình mô phỏng – Chạy mô phỏng
Đ ết qu
S n xuất
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP SVTH: NGUYỄN NGỌC LINH-KTHK51
Trang: 87
s d ng rộng rãi trong công nghi p một cách chặt chẽ, về s xác nhận c a các
q ộng.
Ngoài ra kết h ờ ặc tính và hình mô phỏ ộng xuất ra từ
phần mề ều khiển, chúng ta có thể c quá trình làm vi c c a
từ T ở ó ận d ng vào quá trình làm vi c c a nó trong th c tế.
Với Automation Studio, các quá ều khiển gồm nhiều loạ : Đ ều
khiển tr c tiếp hay gián tiếp bằ n, thuỷ l , , ều khiển, PLC,
hay kết h … T thố ều khiển c a nó gồm nhiều phần t h p
c xây d q ồ sau:
Hình 6.1.2: ầ ử ợ à ầ ề S
+Phần t ờng nhận những giá trị c ạ ng vật lý,
phần t ầu tiên c a mạ ều khiển.
+Phần t x lý tín hi u gồm nhiều phần t nhận vào quy tắc logic và làm
ổi trạ ó ều khiể ò ă ng theo yêu cầu.
+ ấu chấ ờ ổi trạng thái c ố ều khiển và
ó ạ ng ra c a mạ ều khiển.
Phần tử
tín hiệu
Phần tử xử lý
à ều khiển
ấu chấp
hành
Nă l ợ ều khiển
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP SVTH: NGUYỄN NGỌC LINH-KTHK51
Trang: 88
6.2. Mô tả phần m m Automation Studio và cách sử dụng
6.2.1. Mô tả phần mềm
C a sổ làm vi c c 6 1 ớ T ờ
S ấ ả ế ế ề ấ ả . ả
ồ 3 ầ ỗ :
H 6.2.1: Mà ở ầ ề S
A : Bộ soạn th o biể ồ (Diagram Editor).
B : Tham kh ề tài (Project Explorer).
: T ện tìm kiếm (Library Explorer).
a) Bộ soạn thảo biểu đ (Diagram Editor).
Gồ ữ ầ ằ ổ S . Diagram
Editor ú ạ , ữ , xuấ e( ó ể ấ e ), ồ ờ
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP SVTH: NGUYỄN NGỌC LINH-KTHK51
Trang: 89
ộ ừ ồ ố ế ỏ
ạ ộ ố .
Các mụ ày ợc chia làm 2 loại là : Tĩ à Động.
Hình 6.2.2 Bộ ạ ể ồ
T ó:
A : Khố ề ĩ ) B : Khố ĩ )
C : D i các công cụ ĩ ) D : T ện tìm kiế ộng)
E : Tham kh ề à ộng) F : Bậ – ví dụ ộng)
Ở trên thanh Menu có: File, Edit, View, Insert, Layout, Simulation, Tools,
Window và Help (?).
File có các phần giúp tạo mới một Project ( ề án), mở ó ột
Project, Diagram (biể ồ), Save ( ), Print (in), Report (báo cáo) cho phép
chèn vào một bảng vật li u Bill of Materia (BOM) hoặc một hồ …
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP SVTH: NGUYỄN NGỌC LINH-KTHK51
Trang: 90
Edit : cho phép cắt dán, Undo (quay lại), xóa, chọn tất cả (Select
all),…N : Component Properties trong Edit cho phép s d ể xem,
chọn và chỉnh s a thông tin liên quan tới phầ c chọn trong project ( ề
án).Document Properties trong Edit cho phép xem, chọn và s a thông tin liên
quan tới hồ
View : có các chứ ă ó , ỏ biể ồ ể ti n cho vi c xem và
thiết kế biể ồ.
Panning : ể di chuyển biể ồ.
Simulation Toolbar: (Thanh công cụ mô phỏng)
Thanh công c ể mô phỏng c a bộ soạn thảo biể ồ (Diagram Editor)
bao gồm các dạng nút nhấn :
Hình 6.2.3: T ô ụ ô ỏ
T ó :
- A : Normal ( ng) - mô phỏng mạch ở tố ộ ờng.
- B : Step by step (từ ớc) - mô phỏng mạch ở ột nhấn làm
ổi 1 chu trình (vòng).
- C : Slow Motion (chuyể ộng chậm) - mô phỏng mạch ở tố ộ chậm
nhất.
- D : Pause (ngắt mô phỏng)
- E : Stop (dừng mô phỏng)
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP SVTH: NGUYỄN NGỌC LINH-KTHK51
Trang: 91
- J : Plotter (máy vẽ)
Insert Toolbar (công c chèn):
Hình 6.2.4: T ô ụ è
T ó :
- A : Selection – cho phép chọn một phần t trong vùng làm vi c
- B : Links – tạo liên kết công ngh
- C : Line – vẽ ờng thẳng
- D : Rectangle – vẽ hình chữ nhật
- E : Ellipse – vẽ hình elíp
- F : % Arc – vẽ ờng hình cung
- G : Polygon – vẽ
- H : Text – chèn hộ ă bản
- I : Image – chèn ảnh
- J : Field – è ờng
b) Tham khảo đề tài (Project Explorer).
Quản lý file, và phân loại tất cả các tài li c liên kết vớ ề tài mô
phỏng.
c) Thư viện tìm kiếm (Library Explorer).
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP SVTH: NGUYỄN NGỌC LINH-KTHK51
Trang: 92
T n tìm kiế ạng c ĩ c th y l , , ,
ạ ều khiể … Nó a chọn tất cả những phần t cần
thiết cho cấu trúc c a một thành phầ ản d a trên yêu cầu s d ng.
H 6.2.5: T ệ ế
A : Toolbal : công c cho phép quản lý, l a chọn, tạ n và các
thành phần.
B : Tab(s) – thanh này cho phép s d ể l a chọ n cung cấp,
cho nhữ ò ỏi về ồ họa trong vi c giảm thiểu mứ ộ ể tạo nên mạch.
C : Library window – cho phép s d ể hiển thị dạng cây và l a chọn
theo những nhóm và những họ phần t th y- ặc bi …
D : Component window : c a sổ các phần t c n.
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP SVTH: NGUYỄN NGỌC LINH-KTHK51
Trang: 93
6.2.2. Cách sử dụng
a) Khởi tạo một Project mới:
Để khởi tạo mộ ề án mớ :
1. Chọn File → New project.
ó ất hi n hộp thoạ l a chọn ở trong hộp thoạ ,
6 6 ớ V c này giúp chọn cái mà bạn s d ở sau này.
Hình 6.2.6: Hộ ạ ở ạ P je
2. Chọn dạng cần thiết hoặc không (None) nếu không có dạng giá trị mà
bạn cần.
3. Cái này giúp bạn th c hi n mọi l a chọ ã ất. Nhấn vào nút OK
ể tạo mộ ề án mới.Mộ ề án mớ ồng nhất giúp l a chọ c cách mở ra
trên màn hình, sẽ tố ạn nhìn thấy trong c a sổ nhỏ c a Project Explorer.
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP SVTH: NGUYỄN NGỌC LINH-KTHK51
Trang: 94
Để khởi tạo một hồ ới (new document) ầu tiên phải tạo một biểu
ồ mới (new diagram) bằng cách :
Nhấn File → New → Diagram.
Để xây d c mạch th y l c hoặc mạ …
cần biế ặc tính c a từng phần t vi n cho sẵn c a Automation.
Đặc bi t, chúng ta có thể ổ ặc tính c a từng phần t n sao
cho phù h p với bài toán c a mình.
b) Đặc tính phần tử : (Component Properties)
Hình 6.2.7: B ặ ầ ử
A – T ề. E – Phầ ặc tính.
B – C a sổ hiển thị. F – Áp d ng.
C – Cây cấu trúc c a nhóm. G – Đặt lại.
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP SVTH: NGUYỄN NGỌC LINH-KTHK51
Trang: 95
D – Close. H – G ú ỡ.
6.3. Xây dựng mô hình thủy lực
H 6 3 1: S ồ y l y ố ố
Van 4/3
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP SVTH: NGUYỄN NGỌC LINH-KTHK51
Trang: 96
Từ ồ mạch th y l c ở phần tính toán th y l , ồ
mạch th y l c trong phần mềm Automation Studio.
D n tìm kiếm với nhóm phần t th y l c (Hydraulic) ta thiết kế
c mạch th y l 6.3.1.
6.4. Thiết kế mạ h đi u khiển điện.
Yêu cầu c a bài toán :
Uốn mộ ạn ống với chiều dài L, góc uốn là , góc quay ống là .
Khi khở ộ , ẽ hoạ ộng, các van vẫn ở vị ó ( ị trí
giữa). Dầu sẽ ắc quay th y l c, ở trạng thái chờ, nếu áp suấ t
quá 250 bar thì dầu sẽ chảy qua van an toàn về bể.
Nhấn start: H thống sẽ kiể ầu vào áp suấ q ầ -tong, nếu p-
tong lớ ặc bằng 250bar, h thống mớ c phép hoạ ộng.
Xi lanh kẹp ống sẽ hoạ ộng tới vị trí Ctl2.
Độ ẩy ống sẽ quay trong thời gian là x ( ) Q ớc rằng trong thời
q ã ờng dịch chuyển c a ống sẽ là L= x.v (mm). Với v là vận tốc
dài (mm/s) c ấu kẹp ống với thân máy.
Độ e ẽ quay ống quanh tr c trong thời gian là y (s). Quy
ớc rằng trong thời gian này thì góc quay c a tr c Collet chuck là = y.
(Deg). Với là vận tốc góc (deg/s)
Xi lanh kẹ ĩ ẹp hoạ ộng tới vị trí Ctt2.
X q (Q ớc thành xi lanh thẳng) sẽ quay 1 góc là Bi q ớc tới
công tắc hành trình Cti (T =1 ới 5).
Xi lanh quay chuyển ộng tới vị ầu Ct1.
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP SVTH: NGUYỄN NGỌC LINH-KTHK51
Trang: 97
Quá trình uốn tiếp theo sẽ lặp lạ q ầu chỉ ổi các thông số x,
y, i.
B ng 6.4.1: B ng thông số ầu vào PLC
Đầu vào Chân vào PLC Hình ảnh trong AS
Phím Start I0
H 6 4 1: Đầ vào PLC
Công tắc hành trình Clt1 I1
Công tắc hành trình Ctl2 I2
Công tắc hành trình Ctt1 I3
Công tắc hành trình Ctt2 I4
Công tắc hành trình Ct1 I5
Công tắc hành trình Cti I6
Cảm biến áp suất p-tong I7
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP SVTH: NGUYỄN NGỌC LINH-KTHK51
Trang: 98
B ng 6.4.2: B ng thông số ầu ra PLC
Đầu ra ều khiển
máy uốn ống
Đầu ra c a
PLC
Hình ảnh trong AS
Đè thống
hoạ ộng
Q0
Hình 6.4.2: Đầ PL
Cuộn dây a1 Q1
Cuộn dây a2 Q2
Cuộn dây b1 Q3
Cuộn dây b2 Q4
Cuộn dây c1 Q5
Cuộn dây c2 Q6
Tín hi ều khiẻn
ộng ẩy ống
Q7
Tín hi ều khiển
ộ q e
Chuck
Q8
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP SVTH: NGUYỄN NGỌC LINH-KTHK51
Trang: 99
Từ yêu cầ ặt ra c a bài toán: Vi c lậ c c ớc lập trình
PLC bằ DER :
- Step 1 Chạy hệ thống: Có tín hi u Start tức I0 = 1 và I7 = 1 thì Q0 = 1.
Công thứ :
H 6 4 3: B ớ 1
- Step 2 Xi lanh Collet chuck tới vị trí Ctl2: Nhận tín hi u Q0 = 1 (cho
phép hoạ ộng), I1 = 1 và I2 = 0 X l lle ở vị trí ban
ầu),, I4 = 0 (Xi lanh kẹp ố ĩ ẫ ẹp) thì Q6 = 1 (Xy lanh
Collet Chuck hoạ ộng) , nếu I2 = 1 thì Q6 = 0 (Xy lanh Collet Chuck
dừng chạy) .
Công thức logic
H 6 4 4: B ớ 2
- Step 3 Động cơ đẩy ống quay trong thời gian x=5s: Nhận tín hi u I2=1
X l lle ở vị trí kẹp), I4 = 0 (Xi lanh kẹp ố ĩ ẫn
ẹp), và Timer S_ODT1 = 0 (Timer1 vẫ q ếm
x=5s) thì Q7 = 1 Độ y ống hoạ ộng trong vòng 5s), khi
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP SVTH: NGUYỄN NGỌC LINH-KTHK51
Trang: 100
S_ODT1 = 1 T e 1 ã ếm xong) thì Q7 = 0 Độ y ống ngừng
quay).
Công thức logic
H 6 4 5: B ớ 3
- Step 4 Động cơ Collet Chuck trong thời gian y=5s: I2 = 1 (Xi lanh Collet
Chuck vẫ ẹp ống), I4 = 0 (Xi lanh kẹ ĩ ẫ ẹp ống),
S_ODT1=1 (Timer1 vừ ếm xong ở Step 3), S_ODT2 = 0 (Timer2 vẫn
q ếm y=5s) thì Q8 = 1 Độ lle q y
trong 5s), khi S_ODT2 = 1 (T e 2 ã ếm xong) thì Q8 = 0 Độ
Collet Chuck ngừng quay).
Công thức logic:
H 6 4 6: B ớ 4
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP SVTH: NGUYỄN NGỌC LINH-KTHK51
Trang: 101
- Step 5 Xy lanh kẹp tĩnh hoạt động từ vị trí Ctt1 tới Ctt2 để kẹp chặt ống:
I3 = 1 (Xi lanh kẹ ĩ ẫ ạ ộng), S_ODT2 = 1 T e 2 ã
ếm xong ở ớc 4), I4 = 0 (Xi lanh kẹ ĩ ẫ ới Ctt2), thì Q3 =
1 (Xi lanh kẹ ĩ ạ ộng tới vị trí kẹp ống), khi I4 = 0 (Xi lanh kẹp
ĩ ới vị trí kẹp Ctt2) thì Q3 = 0 (Xi lanh kẹ ĩ ừng hoạ ộng) .
Công thức Logic:
H 6 4 7: B ớ 5
- Step 6 Xy lanh quay tới vị trí Cti để uốn ống: Q3 = 1 (Xi lanh kẹ ĩ ã
kẹp ống), I6 = 0 (Xi lanh quay ới vị trí cuối hành trình Cti với i=5),
thì Q1 = 1 (Xi lanh quay hoạ ộng uốn ống). Khi I6 = 1 Đã ới vị trí cuối
c a hành trình uốn ống) thì Q1 = 0 (Xi lanh uốn ống ngừng hoạ ộng).
Công thức logic:
H 6 4 8: B ớ 6
- Step 7 Xy lanh quay về vị trí ban đầu: I6 = 1 (Xi lanh uốn ống tới vị trí
cuối hành trình Cti với i=5), I5 = 0 (X l ới vị trí ầu Ct1),
thì Q2 = 1 (Xi lanh quay tiến về vị trí Ct1). Khi I5 = 1 Đã ới vị trí cuối
c a hành trình uốn ống) thì Q1 = 0 (Xi lanh uốn ống ngừng hoạ ộng).
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP SVTH: NGUYỄN NGỌC LINH-KTHK51
Trang: 102
Công thức logic:
H 6 4 9: B ớ 7
Sau khi lậ e thống:
H 6 4 10: Hệ ố ạ PL ề ể y ố ố
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP SVTH: NGUYỄN NGỌC LINH-KTHK51
Trang: 103
CH NG 7 K T LUẬN VÀ Đ XUẤT Ý KI N
7.1. Kết luận
D ới s ớng dẫn nhi t tình c a các Thầy giáo, cô giáo trong bộ , ồ
án tốt nghi p này ã ú ế ộ c ồ án với những nộ ã
c yêu cầu:
+ Nghiên cứ ết luận về quá trình uốn ống. Từ ó
c các giá trị l c và môment cần thiết c a dải ống.
+ L a chọ ết kế phù h p với tình hình th c tiễn
hi n nay.
+ Tính toán thiết kế c h thống th y l c cho máy.
+ Đ ết kế máy phù h p với lý thuyế ã ứ c.
+ Đ c bản vẽ 3D bằng SolidWorks.
+ Đặc bi ồ án ã c mô hình mô phỏng và cách
ều khiển trên phần mềm AUTOMATION STUDIO 5.0 nhằm tiếp cận với bài
toán th c tế
Hi n nay trên thế giớ c s d ng rộng rãi trong sản xuất với nhiều
chuẩn loạ , ặc bi t là các máy t ộng và bán t ộ ó ộ chính
xác cao. Còn ở ớ ũ ó ột số công ty bán máy uốn ố
loại máy này nhập từ ớc ngoài về vì vậy giá thành rấ ắt nên nhiều công ty
không thể ầ i nhuận thấp vì vậy ở ớc ta s d ng các loại máy uốn
ch yếu là các máy bằng tay hoặc t chế tạ ó ộ chính xác rất thấp có thể
ứ c nhu cầu c a công ty, xí nghi ớc. Tuy nhiên với nền
kinh tế càng phát triể ộ ũ ầu c a sản phẩm ngày
càng khắc khe vì vậy vi c nghiên cứu một máy uố ó ộ chính xác cao là rất
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP SVTH: NGUYỄN NGỌC LINH-KTHK51
Trang: 104
cần thiết cho s phát triển c ấ ớ V c nghiên cứu về
vấ ề này cầ ú ời gian tới.
Đề tài về máy uốn là mộ ề ối mới mẻ ối với sinh viên ,vi c
tìm tài li ũ ồn tài li u về lý thuyết uốn ống , máy uốn còn rất hạn
hẹp vì vậy vi c nghiên cứ ề tài còn nhiều thiế ó c tế
ới s ớng dẫn tận tình c a Thầy Lê Xuân Trường cùng các thầy
giáo, cô giáo ờng, Công ty TNHH đầu tư phát triển công nghệ Điện
tử - Tự động hóa DKS ã ú ỡ và hoàn thi ồ án tốt nghi p này theo một
cách tiếp cận mới ối với với một vấ ề ũ ắ c cách thiết kế máy ,
l a chọn các thông số, kết cấu tố ất.
7 2 Đ xuất ý kiến
Qua vi c nghiên cứ ồ án bản thân em có một số ý kiến sau:
+ Với một yêu cầu th c tế hi n nay là vi c thiết kế một máy uốn rất cần
thiết cho nền kinh tế ớc ta nên hy vọng trong thời gian tới các bạn sinh viên
trẻ ,các nhà khoa học nghiên cứ ể hoàn thành lý thuyết trong quá trình uốn
ố ể vi c tìm hiểu và thiết kế c dễ dàng từ ó ó ể xây d ng quy trình
thiết kế máy t ộng hay bán t ộ ể góp phầ ă ă ấ ộng.
+ Máy uốn th y l c có l c tác d ng vào ố ố ều, tạo ra sản
phẩm có thẫm mỹ ũ ết tật trong khi uốn vì vậ ề tài
về máy uốn th y l c cầ c nghiên cứ ến tới chế tạo hoàn thi n
trong thời gian tới.
+ Trong thiết kế ta dùng cảm biến góc thì sẽ nâng c ộ chính xác c a
góc uố ũ c thay thế sẽ dễ
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP SVTH: NGUYỄN NGỌC LINH-KTHK51
Trang: 105
+ Theo em vi c thiết kế cần có thêm yếu tố th c tiễ Nế ó thời
gian chúng em sẽ ế tạo th một mô hình nhỏ ể kiể
kết luậ
+ Hi n nay các loạ ều thiết kế theo nguyên tắc bán t ộng và t
ộng nhằm thay thế bớt sứ ộng c ờ ờ ó
một trung tâm nghiên cứu về mả ú e ề xuất xúc tiến một
ế giúp cho sinh viên làm quen vớ ết kế một
máy t ộng hay bán t ộng.
+ Một lần nữa em xin chân thành cả T ầy Cô và Công ty
TNHH đầu tư phát triển công nghệ Điện tử - Tự động hóa DKS ã ận tình
ú ỡ em trong thời gian học tậ ờ ũ ời gian th c hi ồ
án tốt nghi p này.
Em xin chân thành cả
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP SVTH: NGUYỄN NGỌC LINH-KTHK51
Trang: 106
BẢNG KÊ CÁC THI T BỊ THỦ L C
1. 02 xylanh th y l ộng hai phía, cầ ô ối xứng:
Xylanh 1: + Đ ng kính pittông D = 40 mm
+ Đ ng kính cần d = 25 mm
+ Hành trình pittông L = 200 mm
Xyl 2: + Đ ng kính pittông D = 40 mm
+ Đ ng kính cần d = 25 mm
+ Hành trình pittông L = 200 mm
2. 01 xylanh quay th y l c loại một cánh gạt
Mô men xoắn yêu cầu > 650 Nm
Đ ng kính trục ra d = 40 mm
Áp suất làm việc 150 bar
3. 01 B y l c P =180 bar, Q =18 l/ph
4. 01 bộ ổn tốc size 10
5. 01 van tiế l ột chiều size 6
6. 03 van phân phố ện từ 4/3 size 6
7. 02 bộ lọc dầu th y Q = 60 l/ph
8. 04 van một chiều size 6
9. 01 van an toàn size 6
10. 01 van dừng kh n
11. Đ ng ống th y l Φ8, Φ16, Φ20
12. Thùng dầ ớc 350 × 500 × 350 (mm); dầu th y l c: 50 lit
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP SVTH: NGUYỄN NGỌC LINH-KTHK51
Trang: 107
TÀI LI U TH M KHẢO
A. Sách tham khảo
Sách tham khảo sẽ c kí hi u [Số thứ t sách] ồ án.
1. NGUYỄN MẬU ĐẰNG
Công nghệ tạo hình kim loại
NXB Khoa học & kỹ thuật
2. TRỊNH CHẤT, LÊ VĂN UYỂN
Tính toán thiết kế hệ dẫ ộ – Tập 1,2
NXB Giáo dục
3. LÊ QUANG MINH, NGUYỄN VĂN VƯỢNG
Sức bền vật liệu
NXB Giáo dục
4. PGS HÀ VĂN VUI, NGUYỄN CHỈ SÁNG, PH N ĐĂNG PHONG
Sổ tay thiết kế – Tập 1,2
NXB Khoa học & kỹ thuật
5. TRẦN XUÂN TÙY
Hệ thố ều khiển t ộng th y l c
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP SVTH: NGUYỄN NGỌC LINH-KTHK51
Trang: 108
NXB KHKT 2002
6. NGUYỄN NGỌ PHƯƠNG, HUỲNH NGUYỄN HOÀNG
Hệ thố ều khiển bằng th y l c
NXB GD 2000
7. NGUYẾN NGỌC PHƯƠNG
Hệ thố ều khiển bằng khí nén - NXB GD 1999
8. UTOM TION STU IO USER’S GUI E
9. ĐINH BÁ TRỤ
Lý thuyết biến dạng dẻo kim loại
NXB GD
10. THÁI BÁ CẦU
ọc lý thuyết
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP SVTH: NGUYỄN NGỌC LINH-KTHK51
Trang: 109
B. Website tham khảo
Website tham khảo sẽ c kí hi u {Số thứ t Website} ồ án.
TT We e Chú thích
1
Tables/Tribology/co_of_frict.html
L
2 M y ố ố VN
3 Tà l ệ yế
4 Vậ l ệ
5
ltd.co.jp/eg/index.html
M y ố ố J
6 Ố
7 G ớ ạ ề , y, …
8 P ầ ề ề ể N