Tải bản đầy đủ - 0 (trang)
Chương II. TÍNH TOÁN THIẾT KẾ MÁY CẮT ÔNG TỰ ĐỘNG

Chương II. TÍNH TOÁN THIẾT KẾ MÁY CẮT ÔNG TỰ ĐỘNG

Tải bản đầy đủ - 0trang

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP



GVHD: Ths. Nguyễn Văn Quê



Quá trình cưa nguội đã được dùng cho nhiều loại máy, với các mức độ năng suất khác

nhau. Một đầu cưa đơn cắt một ống trong 1 lần gia cơng, nhưng nó có thể cắt một bó

ống có đường kính nhỏ cùng một lúc.



Lợi thế của cưa nguội:

- Loại cưa 1 đầu có chi phí tương đối rẻ.

- Cưa nhiều đầu có năng suất cao.

- Có thể cưa ống hình vng, hình chữ nhật, cũng như hình tròn

- Có khả năng cưa cả ống mỏng và dày

- Cưa vật liệu từ thép mềm đến thép khơng gỉ.

- Đặc biệt cưa một đầu có thể cắt góc và cắt xiên

- Các đầu ống khi cưa có chất lượng hồn thiện tốt nếu lưỡi cưa sắc –giảm thiểu ba vớ

và biến dạng - Có thể cưa một bó ống có đường kính nhỏ cùng một lúc.

- Một số cưa có thể cưa 2 ống đường kính ngồi 1,25-in tại một thời điểm.

Nhược điểm của cưa nguội:

- Do toàn bộ vật liệu ở vết cưa bị phay thành mạt phoi nên có thể gây ra trầy xước hay

các vấn đề khác trong q trình đóng gói hoặc các hoạt động tiếp theo.

- Có thể cần làm sạch ống

- Trên cưa nhiều đầu dung sai về độ dài có thể khó duy trì.

- Trên cưa nhiều đầu, thời gian chuyển đổi độ dài phần ống cưa và thay lưỡi dao có thể

lâu, tùy thuộc vào số lượng của cưa đầu sử dụng.

- Cần thường xuyên mài lưỡi khi cắt các vật liệu nhất định do đó có thể làm giảm năng

suất sản xuất. - Khi lưỡi cưa bị mòn, có thể gây ra ba vớ trên đầu ống được cưa

- Ống rất mỏng có thể bị méo

II.1.2. Cưa lọng

Hình 2. 1: Cưa lọng



23



Trường đại học cơng nghiệp Hà Nội



ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP



GVHD: Ths. Nguyễn Văn Quê



Cưa lọng phù hợp để cắt 1 bó ống thành các đoạn ống ngắn hơn. Nó có thể cắt một bó

lớn, lên đến 40 x 40 in các ống dày vuông và chữ nhật. Khơng có phương pháp nào tốt

hơn để làm điều này một cách hiệu quả hơn. Tuy nhiên, các ống có xu hướng xê dịch

trong q trình cắt bó, gây ra đầu cắt khơng vng góc. Ống tròn có thể quay trong chu

kỳ cắt, do đó, có thể là cần thiết để hàn bấm các đầu ống để ngăn chặn các ống chuyển

dịch và quay. Điều này có thể tốn thời gian và lãng phí.

Cưa lọng ít hữu dụng trong việc cắt một ống duy nhất, mặc dù một số cưa lọng đầu

đơn có thể cắt xiên 1 ống. Máy này thích hợp nhất để cắt đường kính ngồi lớn hơn 5”

và thành ống dày.

Lợi thế của cưa lọng:

- Cắt một bó nhiều ống.

- Cắt góc và cắt xiên trên các đầu cưa đặc biệt

Nhược điểm của cưa lọng:

- Việc hàn bấm 1 đầu của bó ống có thể cần để ngăn chặn các ống chuyển dịch và

quay.



24



Trường đại học công nghiệp Hà Nội



ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP



II.1.3.



GVHD: Ths. Nguyễn Văn Q



Cắt xoay hay cắt ống dạng vòng



Hình 2. 2: Cắt xoay

Máy cắt ống dạng vòng hay cắt ống xoay đã được sử dụng trong ngành công nghiệp

trong hơn 50 năm. Ban đầu nó được sử dụng trong ngành cơng nghiệp ống nhơm để

cắt ống điều hòa khơng khí. Khi cơng nghệ đã tiên tiến, phạm vi của nó đã được mở

rộng cho tất cả các loại nguyên vật liệu và sản phẩm.

Cắt ống xoay hay cắt ống dạng vòng liên quan đến việc cắt ống tròn bằng cách sử

dụng một lưỡi cắt quay xung quanh chu vi ống. Ống này được đặt trên các con lăn sao

lưu trong khi lưỡi dao quay thì nó cắt vào ống.

Bởi vì khơng có rãnh cắt hoặc các mạt thép được tạo ra, khơng có vật liệu bị mất đi.

Thay vào đó, vật liệu ống được dời-đẩy về phía mỗi bên mặt của lưỡi dao cắt. Đây là

lý do tại sao một góc nhỏ được tạo ra ở đầu ống cắt. Một phần vật liệu được đẩy vào

đường kính trong của ống và một phần được đẩy ra đường kính ngồi, tạo ra một sự

phình nhẹ ở đầu ống cắt.

Phương pháp này là thích hợp để cắt các phần ống thẳng 20 - đến 25-ft, hoặc cắt một

ống dạng cuộn, có thể được tháo cuộn và nắn thẳng trong quá trình cắt.

Các ứng dụng chính cho các phương pháp cắt ống xoay hay cắt ống dạng vòng là gia

cơng chế tạo ống nhơm cho hệ thống điều hòa khơng khí của ơ tơ, các hệ thống vận

chuyển chất lỏng của ngành ô tô, cắt ống đồng cho ngành ống gió và điều hòa khơng

khí HVAC, và ở một mức độ nào đó, các bộ phận bằng thép carbon nói chung.

Máy cắt ống xoay hay cắt ống dạng vòng truyền thống có xu hướng để làm sai lệch

đường kính trong ống. Cơng nghệ cải tiến đã được phát triển để cố gắng cải thiện chất

lượng cắt và giảm độ méo ID.

Lợi thế của máy cắt ống xoay/máy cắt ống dạng vòng

- Khơng có tiêu hao vật liệu cắt.

- Khơng có ba vớ đáng kể.

- Khơng có rãnh cắt hoặc mạt thép được tạo ra

- Có thể được tích hợp với các hoạt động phụ như soi rãnh và vát mép

25



Trường đại học công nghiệp Hà Nội



ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP



GVHD: Ths. Nguyễn Văn Quê



- Có thể đạt được năng suất cao trong việc cắt các đoạn ống ngắn.

- Cắt vật liệu mềm như nhôm và đồng.

- Cắt ống cuộn hay ống nắn thẳng.

Nhược điểm của máy cắt ống xoay/máy cắt ống dạng vòng :

- Có thể gây ra mỏi kim loại ở hai đầu cắt, có thể gây phương hại đến vận hành tiếp

theo.

- Biên dạng ống có thể cắt được giới hạn cho ống tròn.

- Đầu ống cắt khơng vng góc. Có thể tạo ra cạnh bị vạt ở đường kính ngồi, và ba

vớ cũng như biến dạng nhẹ ở đường kính trong ống.

- Tuổi thọ công cụ ngắn khi cắt vật liệu cứng.

II.1.4. Cắt Dập.



Hình 2. 3 : Cắt dập

Máy cắt ống dùng lưỡi cưa đã được sử dụng trong hơn 75 năm. Lưỡi cắt kép kế tục

công nghệ cắt lưỡi đơn. Lưỡi cắt kép đã được phát triển để loại bỏ lúm lõm thường

được tạo ra ở cuối ống trong quá trình cắt lưỡi đơn.

Với phương pháp này, ống được giữ trong khuôn kẹp. Một lưỡi ngang tạo một đường

cắt soi ban đầu qua một phần của vách ống, để lưỡi dọc có thể gặp ít trở lực và xun

qua thành ống mà khơng tạo vết lúm lõm (xem hình ảnh giới thiệu).

Máy thích hợp cho thép cacbon và thép hợp kim, bao gồm thép khơng rỉ Ferit.

Mỗi đường kính ống đòi hỏi phải dùng riêng bộ kẹp ống. Khuôn kẹp được tơi cứng và

mài tới dung sai chính xác. Khn này đối rẻ tiền và có thể được mài lại để sử dụng

lên đến 3 triệu lần cắt. 4 phần khuôn kẹp được lắp ráp thành hai phần, cho phép mở và

đóng để dẫn và kẹp ống và để cung cấp khoảng hở cho các lưỡ cắt ngang và dọc.

26



Trường đại học công nghiệp Hà Nội



ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP



GVHD: Ths. Nguyễn Văn Quê



Trong quá trình cắt, lưỡi dao ngang loại bỏ chỉ một lượng nhỏ vật liệu, nhưng điều này

là cần thiết để tạo ra rãnh cho lưỡi dọc ăn vào. Sự ăn vào ban đầu của lưỡi dọc hướng

mảnh kim loại vào bên trong ống. Mảnh này gấp ở dưới lưỡi dao và được đẩy xuống

đáy ống.

Tùy thuộc vào độ dày và đường kính, việc cắt đầu ống cuối cùng có thể có một số ba

vớ và cạnh sắc

Lợi thế của máy lưỡi cắt kép:

- Cắt ống hình chữ nhật, hình vng cũng như tròn.

- Cắt ống dài thẳng hoặc từ cuộn.

- Có thể được tích hợp với các vận hành thứ cấp.

- Mối cắt vuông và không bị biến dạng.

- Có thể đạt dung sai chiều dài tổng thể 0,010”

- Có dụng cụ thay tool nhanh

- Có thể được tích hợp với bộ cấp liệu để cắt với năng suất cao

- Có thể đạt năng suất lên đến 7.000 đầu ống một giờ là có thể.

Nhược điểm lưỡi cắt kép:

- Phạm vi của các vật liệu có thể cắt được giới hạn từ 0,125 đến 6,50” đường kính và

độ dày từ 0,020 đến 0,250”

- Tiêu hao vật liệu xảy ra với mỗi lần cắt.

- Không thể cắt thép không gỉ Austenit, hợp kim lạ, Đồng mềm, hoặc nhôm.

- Ở một số kích thước nhất định, có thể tạo ra ba vớ và cạnh sắc.

II.1.5. Những tiến bộ trong công nghệ cắt

Lưỡi cắt . Sự phát triển liên tục của công nghệ sản xuất lưỡi cắt đã mở rộng các ứng

dụng cho cưa. Nhiều loại cưa, cắt, và lmáy cắt xoay hay máy cắt dạng vòng đang được

chế tạo cho thép có cường độ cao. Một số lưỡi cưa được phủ để kéo dài tuổi thọ của

lưỡi, để duy trì độ cứng, và chống lại sự làm mềm từ nhiệt sinh ra trong quá trình cưa.

Trong một số ứng dụng, lưỡi đầu được thấm đầu cacbua để cải thiện hiệu suất.

Tự động hóa. nhu cầu sản xuất cao ngày nay và sự cần thiết của việc sản xuất các bộ

phận có chất lượng cao đã dẫn đến một xu hướng tự động hóa hơn. Sẽ có thể khơng có

hiệu quả về chi phí nữa nếu cắt các phần trên một máy và chuyển chúng bằng tay vào

một các máy khác. Thiết bị xử lý vật liệu tự động xử lý ống tốc ở độ cao, tự động tải

ống vào các máy cắt hay các công đoạn gia công tiếp, và xếp các ống cắt vào thùng

hoặc thành bó.

Servo. Máy cắt hỗ trợ tải ống vào máy cắt với một động cơ servo để kiểm sốt q

trình cấp liệu và cắt.

Tích hợp . Tự động hóa đã được phát triển để tích hợp máy cắt với các hoạt động phụ

như loại ba vớ và hoàn thiện đầu cắt. Với các hệ thống tích hợp, năng suất đạt hơn

5.000 phần ống một giờ là hồn tồn có thể.

27



Trường đại học cơng nghiệp Hà Nội



ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP



GVHD: Ths. Nguyễn Văn Quê



II.1.6. Kết luận

Thông qua các phương pháp cắt thép ống đã nêu ở trên, dựa vào những ưu điểm và

nhược điểm của từng phương pháp cắt chúng em đã chon được phương pháp cắt ống

dạng vòng bằng hai trục con lăn quay chủ động.



28



Trường đại học công nghiệp Hà Nội



ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP



GVHD: Ths. Nguyễn Văn Quê



II.2. Phân tích phương án chọn thiết kế máy

Phương án truyền động hợp lý phải 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 và

lắp ráp .

- Vật liệu chế tạo chi tiết máy được chọn hợp lý, đảm bảo các yêu cầu liên quan đến

công dụng và điều kiện sử dụng máy .

- Có thể sử dụng các phương pháp công nghệ phù hợp để đơn giản hố q trình chế

tạo từ khâu chuẩn bị phơi đến gia công chế tạo, kiểm tra, lắp ráp và nghiệm thu sản

phẩm .

- 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 nhờ vào chuyển động của các cơ cấu sau

II.2.1. Chuyển động tịnh tiến nhờ cơ cấu tay quay con trượt:

Sơ đồ nguyên lý:

1- Tay quay



1 



2- Thanh truyền

3- Con trượt



2



v

3



Hình 2. 4- Sơ đồ cơ cấu tay

quay con trượt

II.2.2.

Nguyên tắc hoạt động:

Tay quay 1 được dẫn động bởi động cơ điện chuyển động quay tròn, truyền chuyển

động cho thanh truyền 2. Thanh truyền đẩy con trượt 3 chuyển động tịnh tiến dọc theo

rãnh trượt

Đặc điểm: Cơ cấu này có nguyên lý làm việc và kết cấu đơn giản, độ cứng vững

cao, dễ chế tạo. Tuy nhiên tạo lực không lớn, dẫn động phức tạp và khó điều khiển

2.Chuyển động tịnh tiến nhờ xy lanh khí nén:

Truyền dẫn khí nén ngày càng được ứng dụng rộng rãi trong chế tạo máy, đặc biệt là

trong các máy cắt,…

a)Sơ đồ nguyên lý:



29



Trường đại học công nghiệp Hà Nội



ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP



GVHD: Ths. Nguyễn Văn Quê



Hình 2. 5- Sơ đồ hệ thống xy lanh khí nén

b)Nguyên tắc hoạt động:

Khí được bơm với áp suất cao qua các phần tử khí nén như van an tồn, van phân phối

... sau đó được dẫn vào buồng bên trái của xy lanh. Áp lực lớn của khí nén sẽ đẩy pít

tơng tiến lên phía trước. Trong hành trình ngược lại khí được dẫn vào buồng bên phải

đẩy pít tơng lùi về.

c) Đặc điểm:

* Ưu điểm:

+ Truyền được công suất cao và lực khá lớn nhờ cơ cấu tương đối đơn giản, hoạt

động với độ tin cậy cao đòi hỏi ít về chăm sóc và bảo dưỡng

+ Điều chỉnh được vận tốc làm việc tinh và vô cấp, dễ thực hiện tự động hoá theo

điều kiện làm việc làm việc hay theo chương trình cho sẵn.

+ Kết cấu gọn nhẹ, vị trí các phần tử dẫn và bị dẫn không lệ thuộc với nhau, các bộ

phận nối thường là các đường ống nối dễ đổi chỗ.

+ Tự động hố đơn giản.

* Nhược điểm:

+ Khó giữ được vận tốc khơng đổi khi phụ tải thay đổi do tính nén được của chất

lỏng và tính đàn hồi của đường ống dẫn

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

+ Giá thành lắp đặt hệ thống khí nén khá đắt tiền, phức tạp đòi hỏi phải chế tạo

chính xác .

II.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, cơng

nghệ, khả năng tự động và làm giảm nhẹ công việc của cơng nhân thì dùng cơ cấu tịnh

tiến bằng xy lanh khí nén phù hợp nhất khi cắt các loại thép cacbon và sus.

30



Trường đại học công nghiệp Hà Nội



ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP



GVHD: Ths. Nguyễn Văn Quê



II.3. THIẾT KẾ ĐỘNG HỌC MÁY

II.3.1. Sơ đồ động và nguyên lý làm việc

a) a) Sơ đồ động



Hình 2. 6: Sơ đồ động

b) Nguyên lý hoạt động của máy :

Dao quay chủ động nhờ lực truyền từ động cơ thông qua bộ truyền đai. Ống thép được

đặt giữa 2 con lăn và dao. Bộ dao được điều khiển bằng hệ thống thủy khí đi từ trên

xuống tạo lực ép lên trên thành ống thép và kết hợp với lực quay của dao làm cho ống

thép quay ngược chiều với dao và hai con lăn . Và con dao quay cắt ông thép theo chu

vi của ống..

Chọn máy phân phối tỷ số truyền

Ta có các dữ liệu:F=1500 N

v=1 m/s

Hệ số ma sát: µ= 0.74

Thời gian làm việc: 8h/ngày.

Động cơ 3 pha: 220V-50Hz



31



Trường đại học công nghiệp Hà Nội



ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP



GVHD: Ths. Nguyễn Văn Quê



II.3.2. Chọn động cơ.



Hình 2. 7 Chọn động cơ

a) Xác định cơng suất động cơ

+Công suất cần thiết trên trục đông cơ:

Pct =



( kw )



Trong đó: Pct là cơng suất cần thiết trên trục động cơ

là hiệu suất truyền động



Tra bảng 2.3(Giáo trình tính tốn thiết kế hệ dẫn động cơ khí) có:

đ là hiệu suất bộ truyền đai.



đ = 0,95



ol là hiệu suất 1 cặp ổ lăn



ol = 0,99



n là số cặp ổ lăn ( n=1 )

Hiệu suất của toàn bộ hệ thống là:



Pt là cơng suất tính tốn trên trục máy cơng tác

Ta có:

+



Pt = β.P ( kw )



-Trong đó: F là lực kéo băng tải: F = 1500(N)

V là vận tốc băng tải: v = 1 (m/s)

β là hệ số tải trọng thay đổi β =0.8

Pt=0.8.1,5= 1,2 (kw)

32



Trường đại học công nghiệp Hà Nội



ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP



GVHD: Ths. Nguyễn Văn Quê



Vậy công suất cần thiết trên trục động cơ là:

Pct = = = 1,28 ( kw )

b) Xác định số vòng quay:

- Số vòng quay trên trục cơng tác



D đường kính tang

Ta có: u1 là tỉ số truyền của trục : u1= 3( đai thang thường )

-Số vòng quay sơ bộ của bộ truyền:

nsb= ut.nlv = 3.272,84 = 818,52 (v/p)

c) Chọn động cơ

Ta chọn động cơ :DK42-6

Các thông số cơ bản:

+ Công suất



:



+ Vận tốc quay:

+ Hệ số tải



:



1,4



+ Thông số



:



1,8



Vậy ta chọn được động cơ: DK42-6

II.3.3. Xác định cơng suất, mơmen và vòng quay trên trục.

a) Cơng suất.

- Công suất trên trục

- Công suất trên trục động cơ:

b) Số vòng quay.

- Số vòng quay trên trục động cơ:

- Số vòng quay trên trục I :

c) Mơmen xoắn trên trục:

- Mômen xoắn trên trục động cơ:

- Mô men xoắn trên trục I:



33



Trường đại học công nghiệp Hà Nội



Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về

Chương II. TÍNH TOÁN THIẾT KẾ MÁY CẮT ÔNG TỰ ĐỘNG

Tải bản đầy đủ ngay(0 tr)

×