Tải bản đầy đủ - 0 (trang)
1 Tính toán, thiết kế kết cấu máy gập lưới tự động.

1 Tính toán, thiết kế kết cấu máy gập lưới tự động.

Tải bản đầy đủ - 0trang

a)



b)



1.Các Puly nắn phôi; 2. Tay

quay hiệu chỉnh khe hở giữa các puly;

3. Phơi Inox; 4. Giá đỡ puly.

a) Hình nguyên lý cơ cấu nắn thẳng dây inox máy gập lưới tự động.

b) Hình cơ cấu nắn thẳng dây inox máy gập lưới tự động sau khi chế tạo.

Hình 4.2: Cơ cấu nắn thẳng dây inox máy gập lưới tự động.

Cơ cấu nắn phôi của máy gập lưới tự động được thể hiện ở (Hình 4.2). Dây Inox

được kéo vào máy gập nhờ hai cụm nắn có cấu tạo mỗi cụm gồm năm puly bố trí theo

nguyên tắc tiếp xúc ba điểm. Sau khi chạy qua hai cụm nắn phôi dây Inox sẽ được uốn

thẳng. Thời điểm dây Inox (3) đi qua rãnh giữa puly cố định và puly di động (1), cặp

puly cố định lắp trên giá đỡ (4) làm điểm tựa cho puly di động nắn phôi theo phương

Ox. Nhờ tay quay (2) xoay, làm trục vít me hiệu chỉnh các puly di động tịnh tiến lên

xuống nhằm kẹp chặt hoặc nới lỏng khoảng cách đường rãnh kẹp phơi cho phù hợp

với đường kính phơi. Tương tự, cơ cấu nắn thẳng dây Inox cũng được bố trí theo

phương Oy trước khi vào khuôn gập.

4.1.2



Cơ cấu cấp dây Inox máy gập



lưới tự động.



19



a)



b)



1.Giá đỡ động cơ; 2. Puly bị dẫn;

3. Cần hiệu chỉnh khe hở giữa hai

puly;

4. Puly dẫn động; 5. Trục vít me;

6. Bu lơng hiệu chỉnh; 7. Động cơ

cấp liệu.

a) Cơ cấu cấp dây inox máy gập

lưới tự động.

b) Sản phẩm cơ cấu cấp dây inox máy gập lưới tự động sau khi chế tạo, lắp ghép.

Hình 4.3: Cơ cấu cấp liệu máy gập lưới tự động.

Cơ cấu kéo phôi máy gập lưới tự động được thể hiện ở (Hình 4.3) có nhiệm vụ

kẹp và kéo dây Inox vào máy. Khi động cơ cấp liệu (7) quay, puly dẫn động (4) được

lắp trên trục của động cơ cấp liệu cũng quay theo khi kết hợp với puly bị dẫn (2) cả hai

puly sẽ kẹp phôi cùng chyển động quay sẽ kéo phôi vào khuôn gập. Phôi Inox sẽ được

kẹp chặt dù có đường kính lớn hay nhỏ là nhờ ta có thể thay đổi khoảng cách giữa puly

(2) và puly (4) thông qua việc xoay đai ốc hiệu chỉnh (6) làm trục vít me (5) dịch

chuyển lên xuống kéo theo đó là cần hiệu chỉnh (3) mang puly bị dẫn (2) cũng dịch

chuyển theo cùng hướng áp sát hoặc giãn cách so với puly dẫn động (4).

Tính toán chọn động cơ cấp dây inox vào máy gập lưới tự động.

Công suất quay kéo dây thép liên tục của động cơ yêu cầu máy là khoảng

360m/giờ, nếu lớn hơn sẽ dẫn đến các xy lanh hoạt động không khớp, sai số lớn do

qn tính, nếu nhỏ hơn thì năng suất quá thấp. Tùy theo chiều dài bước gập mà thời

gian quay của động cơ sẽ thay đổi, nếu bước gập càng ngắn thì cơng suất càng giảm.

Từ u cầu đặt ra, thực hiện tính tốn chọn vận tốc hợp lý cho động cơ.

Đường kính của puly dẫn là 30 mm

Chu vi puly dẫn =



π * D = π *30 =94,2 mm.



Vận tốc dài yêu cầu là 6m/phút, chu vi của puly dẫn là 94,2 mm = 0,0942m.

20



Vận tốc của động cơ: 6/0,0942 = 63 vòng/phút.

Chọn vận tốc nếu quay liên tục cho động cơ là 60 vòng/phút.

Tính tốn công suất cho động cơ kéo dây inox của máy gập lưới tự động.

Tính tốn tải trọng.

Tính tốn khối lượng của dây Inox có đường kính 3mm với chiều dài là 6m.



m= (π * D2 * tỷ trọng * L)/4 (1)

Trong đó:

D: Đường kính phơi (mm).

Tỷ trọng của thép khơng gỉ= 7,93g/cm3.

L: Chiều dài dây thép(m).

Từ công thức (1) ta có:



m= 3,14* 32 * 7,93 * 6= 0,34kg

Tính tốn lực tác dụng:

Độ lớn của lực mà động cơ cần tạo ra để thắng được các ngoại lực và trọng lượng

của phơi.



F= Fms +P (2)

Trong đó:

F là lực cần tìm.

Fms là lực ma sát tạo ra khi phôi tiếp xúc với puly

Trọng lực : P=



m*g



m: Khối lượng phôi

g: Gia tốc trọng trường (g= 10m/s2)

Theo công thức (2): P=



0,34 * 10= 3,4 (N).



Lực ma sát:



Fms=2*3,4*0,2=1,36 (N)

Lực cần sử dụng để kéo phôi :



F= 3,4*1,36=4,76 (N)

Tính tốn cơng suất động cơ :

Giả định ta có sẳn động cơ có tốc độ 3000 vòng/phút:

21



P= T * n / (9,55*106) (3)

Trong đó :

T : Mơ men xoắn của trục.

n : Tốc độ động cơ (vòng/phút).

T=F*R

F : Lực tác dụng.

R : Cánh tay đòn bằng bán kính puly dẫn.



T=4,76*30=142,8 (Nmm)

Thay vào cơng thức (3) ta được :



Ptt= 142,8*3000 / (9,55 * 106)=0,04485 kW

=>Ptt=44,85W

Chọn động cơ phải có cơng suất P> Ptt. Động cơ có cơng suất chuẩn lớn hơn và

gần với mức cơng suất đã tính tốn được là 90W nên chọn động cơ có cơng suất

90Wvà tốc độ là n=3000 vòng/phút.

Do yêu cầu tốc độ quay của động nên sử dụng hộp giảm tốc có tỷ số truyền 1/50.

Tốc độ quay của động cơ trong hệ thống máy gập lưới tự động là n=60vòng/phút.

4.1.3 Tính tốn, thiết kế cơ cấu gập định hình máy gập lưới tự động

Trong thiết kế khn gập tạo hình thì phần chọn góc gập kỹ thuật của khn ép

sao cho bù trừ được độ đàn hồi của phôi là rất quan trọng. Như đã biết sự đàn hồi khi

uốn cong là việc xảy ra đối với vật sau khi thôi lực tác dụng, do có sự đàn hồi nên vật

uốn có xu hướng giãn ra. Để có được góc gập của chi tiết là, ta phải gập với góc .

Để xác định được góc cần phải gập cần áp dụng phương thức khảo nghiệm thực

tế thử và sai để thu thập số liệu nhằm chọn góc gập tối ưu, vì từng loại kim loại khác

nhau ở từng độ dày và chiều dài khác nhau có góc đàn hồi khác nhau.

Bố trí thí nghiệm để chọn góc gập.



22



Dao gập định hình



Hình 4.4: Bố trí thí nghiệm chọn góc gập.

Tạo các khn gập có nhiều góc độ khác nhau. Cố định các khuôn gập và xy lanh

gập vào cùng 1 mặt phẳng. Trên đầu xy lanh có lắp mũi định hình.

Cung cấp ấp suất khí cho xy lanh ở mức 6 bar, đường kính xy lanh 50 mm, hành

trình xy lanh 50 mm, bình khí nén có lắp van điều áp. Tiến hành thực nghiệm lấy mẫu

mỗi khuôn gập lấy 5 mẫu.

Bảng 4.1: Khảo nghiệm chọn góc gập cho dây inox 304 có đường kính 3mm.

Góc khn



75o



80o



85o



90o



Lần 1



78o



83o



89o



93o



Lần 2



77o



84o



88o



96o



Lần 3



80o



85o



91o



91o



Lần 4



79o



84o



93o



95o



Lần 5



76o



83o



89o



94o



Lần khảo nghiệm



23



120

100

80

75

80

85

90



60

40

20

0

Lần 1



Lần 2



Lần 3



Lần 4



Lần 5



Hình 4.5: Biểu đồ thể hiện góc gập của khn gập máy gập lưới tự động.

Từ số liệu sau khi tiến hành thực nghiệm có được ở (Bảng 4.1) và biểu đồ ở

(Hình 4.5) , dựa theo yêu cầu đặt ra cho sản phẩm đạt khoảng 90o thì chọn khn gập

có góc gập tối ưu là 85o.

Tính tốn, thiết kế khn gập



a)

b)



1.Lỗ dẫn phơi;

2. Góc tạo hình khn gập; 3.

Lỗ lắp Bu lơng.



a)

24



b)

a) Hình nguyên lý thiết kế khuôn gập máy gập lưới tự động.

b) Hình khn gập máy gập lưới tự động sau khi đã chế tạo, lắp ghép.

Hình 4.6: Khn gập tạo hình.

Khn gập tạo hình của máy gập lưới tự động có nhiệm vụ là kết hợp và làm

điểm tựa cho mũi định hình gập dây inox theo góc độ đã được thiết kế.

u cầu thiết kế khn tạo hình: Do băng tải lưới có đường kính dây lưới

≤2,5mm nên lỗ dẫn phơi (1) được thiết kế có đường kính 3mm. Khi gập dây inox vào

khn tạo hình sản phẩm thu được sẽ có góc tạo hình lớn hơn góc của khn, vì dây

inox có tính đàn hồi sau uốn. Góc tạo hình được chọn bằng 85 o dựa theo bảng (1) để

sản phẩm có được góc gập gần với yêu cầu là 90o.

Tính tốn chọn xy lanh gập cho máy gập lưới tự động.

Thông thường phương pháp chủ yếu để chọn xy lanh là cố đinh áp suất và thay

đổi đường kính xy lanh đến khi chọn được xy lanh phù hợp. Nhưng do chi phí cho

phương pháp này quá cao, vì phải thử với rất nhiều xy lanh có đường kính khác nhau.

Để tiết kiệm ta tiến hành chọn 1 xy lanh cố định và bắt đầu thay đổi áp suất khí nén để

có được lực tác dụng hợp lý.

Giả định hệ thống gập phôi của máy gập lưới tự động cần gập 1 đoạn phơi thép

có chiều dài là L=40mm, lực F tác dụng vào giữa phôi. Phôi thép ở đây là Inox 304

nên có [b]=515Mpa và [ch]=210 Mpa.

Biểu đồ nội lực:

25



RA



F



RB



A



B

L= 40mm



F/2



Qy



+



-



(F*L)/4



F/2



Mx



�M



+



A



 0 � ( L / 2) * P  RB * L



� RB  F / 2  RA

Trong đó:

RA: Là phản lực liên kết tại A.

RB: Là phản lực liên kết tại B.

P: Trọng lực.



M Z  RA * Z



(0 �Z �L / 2)



Z  0 � MZ  0

Z  L / 2 � M Z  RA * L / 2  ( F * L ) / 4

RA



Mx



Qy



M Z  RA *( L / 2  Z )  F * Z ) (0 �Z �L / 2)

Z  0 � M Z  RA * L / 2  ( F * L ) / 4

Z  L / 2 � M Z  RA * L  F * L / 2

 ( F * L) / 2  F * L / 2  0

RA



F

26



Mx

Qy



Công thức kiểm nghiệm bền



M Z max /   0.1* d 3 (1)

Áp dụng (1) vào bài tốn tính lực để uốn phơi



M Z max /  chay  0.1* d 3



( P * L) /  chay  0.1* d 3

F  (0,1* d 3 * 4*  chay ) / L  738 N

Cần phải tác dụng một lực > 738 N để uốn cong phơi thép.

Sau khi đã tính tốn sơ bộ và tìm được lực gập cần thiết để uốn cong phơi thì tiếp

tục là tiến hành thực nghiệm từ cơ sở kết quả đã tính tốn được nhằm chọn được 1 xy

lanh phù hợp.

Bố trí thí nghiệm chọn áp suất đủ để uốn phôi đạt yêu cầu: khuôn gập có góc gập

là 85o, xy lanh thử nghiệm có đường kính D=60mm có lắp thêm mũi định hình vào đầu

xy lanh. Khuôn gập và xy lanh được đặt trong cùng 1 mặt phẳng. Khoảng cách từ

khuôn bằng tổng hành trình xy lanh và chiều dài mũi định hình. Đối với bình khí nén

có lắp thêm van điều áp để ổn định áp suất của dòng khí nén.

Tính tốn áp suất định mức để tiến hành khảo nghiệm.

Cơng thức tính tốn lực của xy lanh:



F  P* A



(2)



Trong đó:

F: Lực đẩy của xy lanh.

P: Áp suất (bar).

A: Tiết diện của piston (cm2).



A  ( * D 2 ) / 4 (3)

(D: Đường kính xy lanh (cm)).



27



F  ( P * * D2 ) / 4

� 738  ( P *3,14*62 ) / 4

� P  2, 6

Kết luận: Với áp suất P=2,6 phôi bắt đầu bị biến dạng.

Dựa vào áp suất vừa tính được ở trên, chọn mức áp suất khí nén ban đầu khi tiến

hành khảo nghiệm.

Bảng 4.2: Khảo nghiệm áp suất.

Áp suất P (bar)

Kết quả



2,6



3,0



3,5



4,0



Khơng đạt



Khơng đạt



Đạt



Đạt



Đạt: Hình dạng của vật sau khi gập ra khớp với khuôn gập.

Khơng đạt: Hình dạng của phơi sau khi gập có độ biến dạng không theo thiết kế

của khuôn gập.

Từ số liệu khảo nghiệm có được từ (Bảng 4.2), nhận thấy với áp suất của dòng

khí nén nếu > 3,5 bar khi cấp cho xy lanh có đường kính 60mm sẽ tạo ra lực đủ để uốn

phôi thép đến biên dạng đạt yêu cầu.

Tính lại lực tác động của xy lanh với các thơng số có được từ kết quả khảo

nghiệm.

3,5 bar = 35,21875 N/cm2

Thay (3) vào (2):



F  (P * * D2 ) / 4



(4)



2

F  (35, 21875*3,14*6 ) / 4  995, 28N



Kết luận: Lực cần để xy lanh có đường kính 60mm gập dây Inox với áp suất 3,5 bar là

995,28N.

Chọn xy lanh khi đã biết lực tác dụng.

Vì áp suất cuối cùng chọn được trong thực nghiệm là 3,5 bar, áp suất này có giá

trị rất nhỏ so với áp suất định mức cho phép của máy nén khí. Theo cơng thức chọn xy

lanh (4) có thể thấy áp suất khí nén tỷ lệ nghịch với đường kính xy lanh, nên việc tăng



28



áp suất có thể giảm đường kính xy lanh kéo theo chi phí mua xy lanh cũng giảm và tận

dụng được hiệu suất làm việc của máy nén khí.



D  ( F * 4) / ( * P)

Trong đó:

D: Đường kính xy lanh cần chọn.

F: Lực tác dụng của xy lanh.

P: Áp suất của máy nén khí.

Áp suất đã chọn cho hệ thống là 6 bar, nhằm để giảm chi phí và tọng lượng thiết

bị nên cần phải chọn lại xy lanh



D  (966,85* 4) / ( *60,375)  4,58



cm



Kết luận: Đường kính xy lanh cần chọn là 50 mm.

Tính tốn giới hạn chịu lực của cần xy lanh.

Theo công thức Euler:



K  ( 2 * E * J ) / L2

Trong đó:

K: Lực giới hạn (N).

E: Module đàn hồi của thép 210000N/m2.

J: Mô men quán tính trên mặt cắt ngang của cần.

J= 0,0491 * d4.

D: Đường kính cần xy lanh.

L=Lm: Chiều dài làm việc.

F=K / 3,5 : Lực làm việc cho phép (3,5 là hệ số an tồn).

Theo cơng thức ta có:



F  [( 2 * 210000*0, 0491* d 4 ) / (50*50*3,5)]  995, 28 N

d>3,03

Để đủ yêu cầu về độ chống chịu lực của cần xy lanh thì đường kính cần xy lanh

phải lớn hơn 3,03mm.

29



Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về

1 Tính toán, thiết kế kết cấu máy gập lưới tự động.

Tải bản đầy đủ ngay(0 tr)

×