CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 1.1 Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN CỦA ĐỒ ÁN. Động cơ thúc đẩy: Nền công nghiệp Việt Nam đang trong quá trình hình thành và phát triển, để đưa đất nước trở thành một quốc gia có nền công nghiệp hiện đại, chúng ta cần vận dụng khối óc, sự sáng tạo khoa học kỹ thuật vào trong nền công nghiệp hiện nay ở nước ta. Song song với quá trình phát triển đó, đòi hỏi phải có cơ sở hạ tầng đầy đủ để đáp ứng cho nhu cầu phát triển công nghiệp. Nhầm để đáp ứng lại nhu cầu tăng trưởng khá nóng của ngành xây dựng công nghiệp và dân dụng, đòi hỏi chúng ta phải có phương thức xây dựng, thi công nhanh gọn, chính xác và hiệu quả làm việc cao.
Máy uốn thép, uốn ống là những công cụ cần thiết cho cuộc sống ngày nay, nhằm phục vụ cho các công trình, nhà ở các vật dụng trong gia đình hầu hết đều sử dụng những thiết bị này… Bên cạnh những thiết bị máy móc dồi dào hiện có để phục vụ sản xuất nhưng vẫn chưa đủ để đáp ứng cho những nhu cầu nhỏ lẻ của các công ty, xí nghiệp như hiện nay. Nhóm đã nghiên cứu và chế tạo máy uốn ống nhằm đáp ứng những nhu cầu trên. Hiện nay trên thế giới, thép được sử dụng rộng rãi trong các ngành công nghiệp và trong xây dựng trang trí nội thất với rất nhiều chủng loại thép khác nhau có đường kính cũng rất đa dạng, nhận thấy được tầm quan trọng của sắt thép chính vì vậy việc chế tạo máy duỗi, cắt phù hợp, tăng nâng suất với nhu cầu rất cần thiết. Trên thế giới hiện nay máy duỗi, cắt rất đa dạng nhỏ ngọn từ bằng tay, đến các máy lớn sử dụng động cơ, thủy lực, rồi đến NC hay CNC có thể duỗi, cắt, uốn với nhiều bán kính khác nhau với độ chính xác và năng suất rất cao.
Nguồn gốc đề tài Ngày xưa, người dân chưa có máy móc đã sử dụng sức người để bẻ và uốn là chính và đó được gọi là phương pháp thủ công, khi nhu cầu con người cao hơn thì cần chế tạo ra những máy móc để thay thế con người. Hiện nay trên thế giới đã có rất là nhiều loại máy uốn ống sử dụng cơ cấu bằng tay, máy uốn bằng điện, máy uốn bằng thủy lực, và máy uốn bằng CNC… 1.2 MỤC ĐÍCH CỦA ĐỒ ÁN. Việc nghiên cứu thành công máy uốn ống đã giúp cho con người tiết kiệm được thời gian, tiền bạc và sức người trong việc sản xuất những sản phẩm uốn. 1 Luan van Máy uốn ống 3 trục tự động hóa ra đời nhằm thay đổi công việc uốn ống từ thủ công sang quy trình tự động, từ đó nâng cao năng suất công việc, giảm giá thành sản phẩm và giảm nhân công.3 PHƯƠNG PHÁP GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ.1 Phương pháp thu thập dữ kiện - tham khảo tài liệu: Thu thập và nghiên cứu tài liệu là một công việc quan trọng cần thiết cho bất kỳ hoạt động nghiên cứu khoa học nào.
Các nhà nghiên cứu khoa học luôn đọc và tra cứu tài liệu có trước để làm nền tảng cho NCKH. Đây là nguồn kiến thức quí giá được tích lũy qua quá trình nghiên cứu mang tính lịch sử lâu dài. Vì vậy, mục đích của việc thu thập và nghiên cứu tài liệu nhằm: Giúp cho người nghiên cứu nắm được phương pháp của các nghiên cứu đã thực hiện trước đây. Làm rõ hơn đề tài nghiên cứu của mình.
Giúp người nghiên cứu có phương pháp luận hay luận cứ chặt chẻ hơn. Có thêm kiến thức rộng, sâu về lĩnh vực đang nghiên cứu. Tránh trùng lập với các nghiên cứu trước đây, vì vậy đở mất thời gian, công sức và tài chánh. Giúp người nghiên cứu xây dựng luận cứ (bằng chứng) để chứng minh giả thuyết NCKH.2 Xử lý dữ kiện: Sau khi đã tiếp nhận các dữ kiện, ta bắt đầu chọn lọc ra các dữ kiện cần thiết cho yêu cầu, các dữ kiện phải được tổng hợp 1 cách chính xác, trực quan, đồng thời phải nghiên cứu các thông số và điều chỉnh cho thích hợp với thông số máy 1.3 Trình bày đồ án: Đồ án tốt nghiệp được trình bày theo yêu cầu của nhà trường, phải khái quát được vấn đề 1 cách toàn diện, đi sâu vào những phần chính, nêu rõ yêu cầu và mục đích của đồ án.
Đồng thời, các danh mục phải liên kết với nhau 1 cách chặt chẽ, tránh tình trạng rời rạc thành phần không hoàn chỉnh.4 TÍNH MỚI VÀ GIÁ TRỊ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI. Thay thế quy trình uốn ống từ thủ công sang tự động hóa. Tạo tiền đề cho sự hoàn thiện các phương pháp uốn tự động. Đặt nền móng cho sự phát triển của hệ thống uốn không tâm.5 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ GIỚI HẠN ĐỀ TÀI.1 Kết quả nghiên cứu: Tập tài liệu thiết kế, bản vẽ máy uốn ống tự động.
Mô hình máy uốn ống tự động.2 Giới hạn đề tài: Vì đây là mô hình nên chỉ sử dụng được cho các loại ống có kích thước đường kính từ 6 - 10. Do thời gian, điều kiện, khả năng nghiên cứu và mặt kinh phí còn hạn chế nên giới hạn của đề tài chỉ: - Tính toán thông số uốn cho phôi inox có đường kính 10 mm. - Xây dựng cơ cấu và điều khiển tự động quá trình uốn. - Gia công lắp ráp mô hình máy uốn kim loại giới hạn dài 1m 1.6 TÍNH KHẢ THI CỦA PHƯƠNG PHÁP.
Máy được xây dựng từ các phương pháp đã được kiểm nghiệm thực tế, được thiết kế và tính toán 1 cách kĩ lưỡng cũng như trải qua nhiều lần thực nghiểm và sửa đổi. Do đó, hoàn toàn có đủ điều kiện và cơ sở tin rằng máy uốn ống 3 trục không tâm sẽ là 1 bước tiến lớn cho nền công nghiệm uốn ống, tạo tiền đề cho sự phát triển các loại hình uốn khác nhau. CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT 1.1 Giới thiệu tổng quan về phương pháp uốn: Những ống rỗng hay ống đặc có thể uốn được trên một hoặc nhiều mặt phẳng bởi ít nhất một trong những phương pháp uốn cơ bản nếu tiết diện của ống có hình dạng đồng đều tại một đoạn có kích thước đủ dài để kẹp ống với một lực thích hợp. Tất cả những phương pháp uốn kim loại sử dụng để uốn cong những ống thẳng đều có một đặc điểm chung là: sau khi uốn cong, độ dài khúc cong lồi luôn dài hơn độ dài khúc lõm vào của chỗ uốn cong.
Sự khác nhau ở độ dài biên dạng có thể được nhận thấy rõ rệt bởi hai kiểu: - Uốn: các thớ ngoài của ống bị dãn dài ra, là nơi có sức căng bề mặt lớn trong khi các thớ trong của ống được ép lại, làm ngắn lại - Định hình bằng kéo dãn: các thớ ngoài được kéo dãn để đạt được góc độ cong tốt hơn so với các thớ trong của ống. Các phương pháp uốn kim loại có thể được chia ra thành như sau: - Uốn dạng xoay-kéo (Rotary-draw bending) - Uốn nén ép (Compression bending) - Uốn vòng (Roll bending) - Định hình bằng kéo dãn Từng kiểu uốn trên có đặc điểm riêng rõ rệt và đều có ưu nhược điểm riêng của nó. Những kiểu uốn trong thực tế giúp đạt được yêu cầu được xác định cũng như góc độ lớn nhất mà từng phương pháp có thể đạt được được thể hiện ở bảng 2. 4 Luan van Bảng 2.1 Thông số góc uốn của từng phương pháp uốn Việc lựa chọn quy trình uốn cho ống dựa vào: - Số lượng ống phải uốn và chất lượng đặt ra từ trước.
- Kích thước đường kính, bề dày thành và bán kính nhỏ nhất khi uốn cần đạt được. Hai đồ thị giúp tổng quan lại giữa các phương pháp uốn phù hợp với khoảng đường kính ống cùng với độ dày ống ở độ thị 2. Cũng như quan hệ giữa độ dày của ống với bán kính uốn nhỏ nhất ở độ thị 2. 5 Luan van HÌNH 1-1 Đồ thị tổng quan phương pháp uốn HÌNH 1-2 Giá trị nhỏ nhất của cắc thông số uốn 1.2 Uốn dạng xoay-kéo (Rotary-draw bending): 1.6 Cấu tạo, tổng quan hệ thống uốn dạng xoay-kéo: Uốn kéo ra là phương pháp chính sử dung trên máy uốn dạng xoay, máy uốn này có công suất lớn, đa dạng (thủy lực, khí nén, điện/cơ khí), điều khiển bằng tay hoặc cũng có thể điều khiển số.
Những loại máy này đóng góp ở khoảng 95% quá trình uốn ống. Những công cụ cần thiết cho việc uốn kéo bao gồm phần biên dạng uốn có thể xoay (rotating bending form), khối kẹp (clamping die), và khối đẩy (pressure die) được thể hiện ở hình 2. HÌNH 1-3 Uốn dạng xoay kéo 6 Luan van Tại phương pháp này, phôi ống sẽ đi theo phần biên dạng uốn và đuọc kẹp chắc chắn bởi khối kẹp. Khi khối biên dạng xoay, nó sẽ kéo phôi theo tạo thành một lực lên khối đẩy điều này giúp cho ống sẽ không gãy xuyên suốt trục gá bên trong.
Khối đẩy co thể là cố định hoặc di động với phôi để giúp giảm/ loại bỏ ma sát trượt khi tác động. Phương pháp uốn kéo là phương pháp rất linh hoạt, có thể thay đổi sao cho phù hợp. Có thể uốn đến 180 độ với trong một lần uốn cũng như nhiều lần uốn hoặc uốn hỗn hợp bằng cách sử dụng những công cụ đặc biệt (ví dụ như một trục đỡ chỗ uốn). Phương pháp này có thể đảm bảo thớ bên trong kim loại khi uốn ở mức phù hợp với bán kính nhỏ và khi uốn rỗng bề dày nhỏ.
Giới hạn của phương pháp này là cần nhiều công cụ phức tạp cho các chỗ uốn phức tạp cũng với việc phải làm cứng lại những điểm tiếp tuyến trong khoảng uốn. Phương pháp uốn này có thể chia thành 5 phương pháp nhỏ A B C D E ứng với độ phức tạp của máy uốn giảm dần giúp phân loại từng dạng uốn, PHƯƠNG PHÁP A Phương pháp A sử dụng đầy đủ các công cụ ở hình 2. Khối biên dạng xoay là khối chính giúp định hình đường kính của phôi tại chỗ uốn. Hệ thống bao gồm những phần định hình ống có kích thước đúng với biên dạng ngoài của ống cũng như phần uốn và cũng hỗ trợ xuyên suốt phần bao ngoài cũng như bên trong khi khối biên dạng xoay xoay.
Một khối ngay phía phải khối xoay hỗ trợ thêm bên ngoài ngay tại điểm tiếp tuyến uốn. Trục đỡ với những con bi lăn hỗ trợ bên trong ống cũng như phía đầu và phía cuối của chỗ uốn, con lắn sẽ nằm bên trong ống hỗ trợ bên trong giúp khi uốn tránh được việc gãy ống hoặc không đạt yêu cầu.