Luận văn thạc sĩ: Thiết kế máy duỗi uốn cắt đai thép xây dựng - SV. Lê Thị Trang

Luận văn thạc sĩ trình bày chi tiết thiết kế, tính toán máy duỗi uốn cắt đai thép xây dựng. Nguồn tham khảo giá trị cho ngành cơ khí chế tạo.

Chuyên ngành

Cơ khí

Người đăng

Ẩn danh

Thể loại

Đồ án tốt nghiệp

2019

62
3
0

Phí lưu trữ

30 Point

Tóm tắt

I. Giới thiệu luận văn thiết kế máy duỗi uốn cắt đai thép

Luận văn thiết kế máy duỗi uốn cắt đai thép xây dựng là một công trình nghiên cứu khoa học, giải quyết bài toán cấp thiết trong ngành xây dựng. Đề tài này tập trung vào việc áp dụng kiến thức cơ khí chế tạo máy để tạo ra một thiết bị tự động hóa, thay thế sức lao động thủ công trong khâu gia công cốt thép. Mục tiêu chính là nâng cao năng suất, đảm bảo độ chính xác và đồng đều cho sản phẩm đai thép, đồng thời giảm thiểu rủi ro tai nạn lao động. Nội dung của đồ án tốt nghiệp cơ khí này không chỉ dừng lại ở việc tổng hợp lý thuyết mà còn đi sâu vào phân tích, tính toán và đưa ra một phương án thiết kế hoàn chỉnh. Quá trình nghiên cứu bắt đầu từ việc khảo sát thực trạng sản xuất, phân tích các loại máy hiện có trên thị trường để tìm ra ưu nhược điểm. Từ đó, đề tài đề xuất một giải pháp thiết kế tối ưu, cân bằng giữa hiệu suất, chi phí và tính khả thi trong chế tạo. Sản phẩm cuối cùng của luận văn là một bộ thuyết minh đồ án chi tiết, bao gồm các bản vẽ thiết kế máy bẻ đai và quy trình vận hành, bảo dưỡng. Công trình này là một minh chứng cho khả năng ứng dụng lý thuyết vào thực tiễn, đóng góp trực tiếp vào quá trình tự động hóa trong xây dựng tại Việt Nam, một lĩnh vực đang có nhu cầu phát triển mạnh mẽ. Việc cơ giới hóa các công đoạn chuẩn bị vật liệu như duỗi, uốn, cắt thép không chỉ giúp đẩy nhanh tiến độ thi công mà còn nâng cao chất lượng kết cấu bê tông cốt thép, yếu tố sống còn của mọi công trình.

1.1. Tầm quan trọng của tự động hóa trong gia công cốt thép

Trong bối cảnh ngành xây dựng phát triển, yêu cầu về tiến độ và chất lượng ngày càng cao. Việc gia công cốt thép thủ công bộc lộ nhiều hạn chế: năng suất thấp, chất lượng không đồng đều, tốn nhiều nhân công và tiềm ẩn nguy cơ mất an toàn. Tự động hóa trong xây dựng chính là giải pháp khắc phục những nhược điểm này. Việc áp dụng máy móc tự động giúp giải phóng sức lao động, tăng năng suất lên nhiều lần và đảm bảo các đai thép được sản xuất với kích thước, hình dạng chính xác tuyệt đối theo yêu cầu thiết kế. Điều này có ý nghĩa quan trọng trong việc đảm bảo khả năng chịu lực của kết cấu bê tông. Một chiếc máy bẻ đai tự động có thể thực hiện liên hoàn các công đoạn từ duỗi thẳng thép cuộn xây dựng, đo chiều dài, uốn theo biên dạng lập trình sẵn và cắt thành phẩm. Quá trình này giúp giảm thiểu hao hụt vật liệu do sai sót, đồng thời tối ưu hóa chi phí nhân công, góp phần hạ giá thành xây dựng.

1.2. Mục tiêu và phạm vi nghiên cứu của đồ án tốt nghiệp cơ khí

Mục tiêu cốt lõi của đồ án tốt nghiệp cơ khí này là thiết kế và chế tạo một máy duỗi, uốn, cắt đai thép tự động. Máy được thiết kế để xử lý thép cuộn xây dựng có đường kính phổ biến từ Φ6 đến Φ8 mm. Phạm vi nghiên cứu của đề tài bao gồm ba phần chính. Thứ nhất, cơ sở lý thuyết về quá trình biến dạng dẻo của kim loại trong các công đoạn duỗi, uốn và cắt. Thứ hai, phân tích và lựa chọn phương án thiết kế tối ưu, từ việc chọn sơ đồ động học đến lựa chọn các cơ cấu chấp hành. Cuối cùng, tiến hành tính toán động học máytính toán sức bền vật liệu cho các cụm kết cấu chính như cơ cấu duỗi thẳng thép, cơ cấu uốn và cơ cấu cắt. Kết quả đạt được là một bộ hồ sơ thiết kế hoàn chỉnh, bao gồm thuyết minh đồ án, các bản vẽ 2D AutoCADmô hình 3D SolidWorks, sẵn sàng cho việc chế tạo thực tế.

II. Phân tích thách thức gia công đai thép xây dựng thủ công

Thực trạng sản xuất đai thép tại nhiều công trường xây dựng ở Việt Nam vẫn còn phụ thuộc nhiều vào phương pháp thủ công. Quy trình này thường bao gồm các công đoạn rời rạc: một nhóm công nhân kéo và duỗi thẳng thép cuộn xây dựng, một nhóm khác đo và cắt thành từng đoạn, và nhóm cuối cùng dùng vam, cảo để uốn thành hình. Phương pháp này tồn tại nhiều thách thức lớn. Về năng suất, tốc độ làm việc hoàn toàn phụ thuộc vào tay nghề và sức khỏe của người lao động, khó đáp ứng được tiến độ của các dự án lớn. Về chất lượng, độ chính xác của kích thước và góc uốn không đồng đều, ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng của khung cốt thép. Sai số trong quá trình gia công có thể dẫn đến việc lắp dựng khó khăn, hoặc tệ hơn là làm giảm khả năng chịu lực của kết cấu. Hơn nữa, công việc này rất nặng nhọc và nguy hiểm, tiềm ẩn nguy cơ tai nạn lao động cao. Việc thiết kế một máy duỗi uốn cắt đai thép xây dựng hiện đại phải giải quyết được tất cả những vấn đề này. Yêu cầu đặt ra là máy phải có khả năng làm việc liên tục, ổn định, cho ra sản phẩm có độ chính xác cao, vận hành đơn giản và an toàn. Máy cần được trang bị các hệ thống cơ khí bền bỉ và một tủ điện điều khiển thông minh để tự động hóa toàn bộ quy trình, từ khâu nạp liệu đến khi ra thành phẩm.

2.1. Hạn chế về năng suất và độ chính xác của phương pháp cũ

Phương pháp gia công đai thép thủ công là một nút thắt lớn trong tiến độ thi công. Một công nhân lành nghề cũng chỉ có thể sản xuất một số lượng đai thép giới hạn trong một ngày. Chất lượng sản phẩm lại phụ thuộc nhiều vào yếu tố con người. Việc duỗi thép không thẳng tuyệt đối, cắt không đúng chiều dài hoặc uốn sai góc là những lỗi thường gặp. Những đai thép không đạt chuẩn này thường bị loại bỏ, gây lãng phí vật liệu. Hơn nữa, sự không đồng đều về kích thước gây khó khăn cho công đoạn buộc và lắp dựng lồng thép. Những hạn chế này cho thấy sự cấp thiết của việc đầu tư vào các giải pháp tự động hóa trong xây dựng để cải thiện năng suất và đảm bảo chất lượng công trình.

2.2. Yêu cầu kỹ thuật đối với một máy bẻ đai thép hiện đại

Một máy bẻ đai thép hiện đại phải đáp ứng các yêu cầu kỹ thuật khắt khe. Về khả năng làm việc, máy phải xử lý được các loại thép có đường kính phổ biến, hoạt động ổn định và bền bỉ trong môi trường công trường. Về hiệu quả, máy phải có năng suất cao, tiêu thụ ít năng lượng và vận hành dễ dàng. Về độ tin cậy, các chi tiết máy phải được tính toán và chế tạo từ vật liệu phù hợp, có khả năng chống mài mòn và chịu tải tốt. An toàn là yếu tố tiên quyết, máy phải có các cơ cấu che chắn, hệ thống dừng khẩn cấp để bảo vệ người vận hành. Cuối cùng, máy cần có một hệ thống điều khiển linh hoạt, cho phép người dùng dễ dàng cài đặt các thông số như kích thước, số lượng và hình dạng đai thép thông qua một giao diện đơn giản.

III. Phương pháp tính toán thiết kế máy duỗi uốn cắt đai thép

Quá trình thiết kế máy duỗi uốn cắt đai thép dựa trên một quy trình tính toán khoa học và chặt chẽ. Nền tảng của việc thiết kế là sự kết hợp giữa lý thuyết cơ học ứng dụng và kinh nghiệm thực tiễn. Bước đầu tiên và quan trọng nhất là phân tích và lựa chọn phương án truyền động. Theo tài liệu nghiên cứu của sinh viên Lê Thị Trang (2019), phương án sử dụng hai động cơ điện riêng biệt được lựa chọn: một cho cụm duỗi và một cho cụm uốn-cắt, nhằm tối ưu hóa kết cấu và giảm chi phí. Sau khi có sơ đồ động, quá trình tính toán động học máy được tiến hành để xác định tỷ số truyền, vận tốc và momen xoắn trên các trục. Dựa trên các thông số này, công suất cần thiết cho mỗi động cơ được tính toán và lựa chọn loại động cơ điệnhộp giảm tốc phù hợp. Một phần không thể thiếu trong thiết kế là tính toán sức bền vật liệu. Các chi tiết chịu tải trọng lớn như trục, bánh răng, dao cắt thép, và khung máy cơ khí đều được kiểm nghiệm bền theo các điều kiện làm việc khắc nghiệt nhất. Việc tính toán này đảm bảo máy hoạt động ổn định, an toàn và có tuổi thọ cao. Các công thức tính toán từ các giáo trình thiết kế chi tiết máy được áp dụng để xác định ứng suất, biến dạng và hệ số an toàn cho từng bộ phận, đảm bảo mọi chi tiết đều làm việc trong giới hạn cho phép.

3.1. Cơ sở lựa chọn phương án truyền động cho toàn hệ thống

Việc lựa chọn phương án truyền động ảnh hưởng lớn đến kết cấu, hiệu suất và giá thành của máy. Đề tài đã phân tích hai phương án chính: sử dụng ba động cơ riêng biệt cho ba cụm chức năng (duỗi, uốn, cắt) và sử dụng hai động cơ. Phương án hai được chọn vì có ưu điểm vượt trội: kết cấu máy nhỏ gọn hơn, tiết kiệm chi phí đầu tư và tận dụng được công suất của động cơ điện. Trong phương án này, một động cơ dành riêng cho cơ cấu duỗi thẳng thép, và một động cơ công suất lớn hơn được dùng chung cho cả cơ cấu uốn và cắt thông qua hệ thống ly hợp. Điều này đòi hỏi thiết kế hệ thống điều khiển phức tạp hơn nhưng mang lại hiệu quả kinh tế cao hơn.

3.2. Quy trình tính toán động học máy và chọn động cơ điện

Quy trình tính toán động học máy bắt đầu bằng việc xác định lực cần thiết cho từng công đoạn: lực duỗi, lực uốn và lực cắt. Lực cắt thép được xác định là lớn nhất, do đó nó trở thành thông số cơ sở để tính toán công suất động cơ chính. Từ lực yêu cầu và vận tốc mong muốn, momen xoắn và công suất làm việc trên các trục được tính toán. Sau khi có công suất yêu cầu, việc lựa chọn động cơ điệnhộp giảm tốc được thực hiện dựa trên các catalog của nhà sản xuất, có tính đến hiệu suất của các bộ truyền và hệ số dự trữ công suất. Quá trình này đảm bảo động cơ cung cấp đủ năng lượng cho máy hoạt động mà không bị quá tải.

3.3. Phân tích tính toán sức bền vật liệu cho các chi tiết máy

Sau khi xác định được các lực tác dụng, bước tiếp theo là tính toán sức bền vật liệu để đảm bảo độ tin cậy. Các trục truyền động được kiểm nghiệm bền mỏi dưới tác dụng đồng thời của momen uốn và momen xoắn. Then và ổ lăn được chọn và kiểm nghiệm theo tải trọng tĩnh và tải trọng động. Đặc biệt, các chi tiết quan trọng như lô duỗi, dao cắt thép và các chốt uốn phải được chế tạo từ các loại thép hợp kim có độ cứng và khả năng chống mài mòn cao. Việc tính toán chi tiết giúp xác định kích thước hợp lý và lựa chọn vật liệu phù hợp, tối ưu hóa độ bền của máy trong khi vẫn đảm bảo chi phí chế tạo hợp lý.

IV. Hướng dẫn thiết kế chi tiết các cơ cấu máy bẻ đai tự động

Việc thiết kế chi tiết các cơ cấu là trái tim của đồ án tốt nghiệp cơ khí về máy bẻ đai tự động. Mỗi cơ cấu đảm nhận một chức năng riêng biệt nhưng phải phối hợp nhịp nhàng với nhau để tạo thành một chu trình hoạt động hoàn chỉnh. Cơ cấu duỗi thẳng thép là cụm máy đầu tiên trong chu trình. Nó được thiết kế với một hệ thống các lô duỗi đặt so le nhau theo hai phương vuông góc. Khi thép cuộn xây dựng đi qua, nó sẽ bị uốn cong lặp đi lặp lại nhiều lần để khử bỏ độ cong ban đầu, tạo ra một sợi thép thẳng. Tiếp theo là hệ thống uốn đai tự động, đây là cơ cấu phức tạp nhất. Nó bao gồm các chốt uốn cố định và một tay uốn di động được dẫn động bởi cơ cấu cam hoặc thanh răng. Khi thép được đẩy tới một chiều dài nhất định, được đo bằng cảm biến hành trình hoặc encoder, tay uốn sẽ hoạt động để tạo ra góc uốn 90 độ. Quá trình này lặp lại bốn lần để tạo thành một đai thép hình vuông hoặc chữ nhật. Cuối cùng, sau khi uốn xong cạnh cuối cùng, bộ phận cắt thép sẽ được kích hoạt. Cơ cấu này sử dụng một dao cắt thép được dẫn động bởi cơ cấu lệch tâm, tạo ra một lực cắt đủ lớn để cắt đứt thanh thép một cách nhanh chóng và gọn gàng. Toàn bộ các cơ cấu này được liên kết với nhau thông qua một hệ thống truyền động phức tạp, bao gồm các bộ truyền đai và bộ truyền xích, nhận năng lượng từ động cơ điện.

4.1. Thiết kế cơ cấu duỗi thẳng thép bằng hệ thống lô duỗi

Hiệu quả của cơ cấu duỗi thẳng thép quyết định độ chính xác của sản phẩm cuối cùng. Thiết kế này sử dụng một dãy các lô duỗi được làm từ thép chịu mài mòn cao. Các lô được bố trí xen kẽ trên hai mặt phẳng. Thép cuộn được kéo qua các lô này và bị uốn ngược chiều nhiều lần. Lực uốn giảm dần từ lô đầu tiên đến lô cuối cùng, giúp loại bỏ ứng suất dư và làm thẳng sợi thép. Khoảng cách giữa các lô có thể điều chỉnh được để phù hợp với các đường kính thép khác nhau. Toàn bộ cụm lô duỗi được dẫn động bởi một động cơ điện riêng biệt thông qua một hộp giảm tốc để đảm bảo lực kéo ổn định và mạnh mẽ.

4.2. Nguyên lý hoạt động hệ thống uốn đai và cơ cấu cắt thép

Nguyên lý hoạt động máy bẻ đai ở khâu uốn và cắt là một chu trình tuần tự. Sau khi thép được duỗi thẳng và đẩy tới đúng chiều dài cạnh đai, hệ thống điều khiển sẽ ra lệnh cho cơ cấu uốn hoạt động. Một tay uốn quay quanh một chốt uốn cố định, bẻ gập sợi thép theo góc 90 độ. Sau mỗi lần uốn, thép lại được đẩy đi một đoạn tương ứng với chiều dài cạnh tiếp theo. Khi chiếc đai đã được định hình xong, một ly hợp sẽ được kích hoạt để truyền chuyển động từ trục chính sang cơ cấu cắt. Dao cắt thép, gắn trên một thanh trượt được dẫn động bởi đĩa lệch tâm, sẽ tiến vào và cắt đứt sản phẩm. Sau đó, ly hợp nhả ra, và chu trình mới bắt đầu.

4.3. Thiết kế hệ thống truyền động bộ truyền đai và bộ truyền xích

Hệ thống truyền động có nhiệm vụ truyền momen xoắn từ động cơ điện đến các cơ cấu chấp hành. Trong thiết kế này, bộ truyền đai thang được sử dụng để truyền động từ động cơ đến trục trung gian. Ưu điểm của bộ truyền đai là hoạt động êm, có khả năng bảo vệ động cơ khi quá tải nhờ hiện tượng trượt đai. Từ trục trung gian, bộ truyền xích được sử dụng để truyền động đến trục uốn và các cơ cấu khác. Bộ truyền xích đảm bảo tỷ số truyền chính xác, không có hiện tượng trượt, phù hợp cho các cơ cấu đòi hỏi sự đồng bộ cao. Việc tính toán sức bền vật liệu và lựa chọn các thông số cho đai và xích được thực hiện cẩn thận để đảm bảo hệ thống làm việc tin cậy và bền bỉ.

V. Kết quả nghiên cứu Bản vẽ thiết kế và mô hình máy hoàn chỉnh

Kết quả cuối cùng của luận văn thiết kế máy duỗi uốn cắt đai thép xây dựng là một bộ hồ sơ kỹ thuật đầy đủ và chi tiết, sẵn sàng cho giai đoạn chế tạo. Hồ sơ này không chỉ thể hiện năng lực tính toán mà còn phản ánh kỹ năng ứng dụng công nghệ trong thiết kế cơ khí. Thành phần quan trọng nhất là bộ bản vẽ thiết kế máy bẻ đai, được xây dựng một cách chuyên nghiệp. Các bản vẽ 2D AutoCAD bao gồm bản vẽ lắp tổng thể toàn máy, cung cấp cái nhìn bao quát về kết cấu và sự liên kết giữa các cụm chi tiết. Bên cạnh đó là các bản vẽ lắp của từng cụm chức năng như cụm duỗi, cụm uốn, cụm cắt và hệ thống truyền động. Đặc biệt, mỗi chi tiết máy đều có bản vẽ chế tạo riêng, ghi đầy đủ kích thước, dung sai, yêu cầu kỹ thuật về vật liệu và nhiệt luyện. Để tăng tính trực quan và kiểm tra khả năng làm việc của thiết kế, một mô hình 3D SolidWorks đã được xây dựng. Mô hình này cho phép mô phỏng động học, kiểm tra va chạm giữa các chi tiết trong quá trình hoạt động, và giúp hình dung rõ ràng hơn về nguyên lý làm việc của máy. Đây là công cụ hữu ích để tối ưu hóa thiết kế trước khi đưa vào sản xuất, giúp tiết kiệm thời gian và chi phí sửa chữa. Ngoài ra, tài liệu còn bao gồm quy trình vận hành và bảo dưỡng, hướng dẫn chi tiết cách sử dụng tủ điện điều khiển và các bước kiểm tra định kỳ để máy luôn hoạt động ở trạng thái tốt nhất.

5.1. Xây dựng bản vẽ 2D AutoCAD chi tiết các cụm máy

Hệ thống bản vẽ 2D AutoCAD là tài liệu kỹ thuật cốt lõi để chế tạo và lắp ráp máy. Các bản vẽ được trình bày theo đúng tiêu chuẩn kỹ thuật, bao gồm hình chiếu, hình cắt, và các kích thước cần thiết. Mỗi cụm máy như khung máy cơ khí, cụm lô duỗi, cơ cấu uốn và cắt đều có bản vẽ lắp riêng, thể hiện rõ ràng vị trí tương quan và phương pháp lắp ghép giữa các chi tiết. Các bản vẽ chi tiết cung cấp đầy đủ thông tin cho người thợ gia công, từ vật liệu, độ nhám bề mặt đến các yêu cầu về nhiệt luyện, đảm bảo mỗi bộ phận được chế tạo chính xác theo đúng ý đồ thiết kế.

5.2. Mô phỏng hoạt động với mô hình 3D SolidWorks trực quan

Mô hình 3D SolidWorks đóng vai trò quan trọng trong việc kiểm tra và tối ưu hóa thiết kế. Việc xây dựng mô hình 3D cho phép các kỹ sư lắp ráp ảo toàn bộ máy trên máy tính, phát hiện sớm các xung đột và va chạm giữa các chi tiết mà bản vẽ 2D khó thể hiện. Hơn nữa, tính năng mô phỏng chuyển động (Motion Simulation) giúp kiểm tra nguyên lý hoạt động máy bẻ đai, quan sát quỹ đạo chuyển động của các cơ cấu như tay uốn, dao cắt. Điều này giúp khẳng định tính đúng đắn của các phương án tính toán động học máy và đảm bảo máy sẽ hoạt động trơn tru trong thực tế.

5.3. Quy trình vận hành và bảo dưỡng tủ điện điều khiển

Để máy hoạt động hiệu quả và bền bỉ, việc tuân thủ quy trình vận hành và bảo dưỡng là rất quan trọng. Tủ điện điều khiển là trung tâm não bộ của máy, chứa các thiết bị đóng cắt, bảo vệ và điều khiển. Quy trình vận hành hướng dẫn người sử dụng cách khởi động máy, cài đặt thông số (chiều dài cạnh, số lượng sản phẩm) và xử lý các sự cố cơ bản. Quy trình bảo dưỡng định kỳ bao gồm việc kiểm tra các kết nối điện, làm sạch các thiết bị, kiểm tra các cảm biến hành trình và bôi trơn các bộ phận chuyển động như ổ lăn, xích tải. Việc bảo dưỡng đúng cách giúp kéo dài tuổi thọ của máy và ngăn ngừa các hỏng hóc bất ngờ.

VI. Đánh giá luận văn và tương lai máy bẻ đai thép xây dựng

Luận văn thiết kế máy duỗi uốn cắt đai thép xây dựng đã hoàn thành xuất sắc các mục tiêu đề ra, từ việc phân tích lý thuyết đến đưa ra một bản thiết kế khả thi. Sản phẩm nghiên cứu là một mô hình máy hoàn chỉnh về mặt lý thuyết, giải quyết được những vấn đề cố hữu của phương pháp gia công thủ công. Máy có kết cấu tương đối nhỏ gọn, sử dụng các cơ cấu cơ khí đơn giản, dễ chế tạo và bảo dưỡng, phù hợp với điều kiện sản xuất tại Việt Nam. Tuy nhiên, như mọi công trình nghiên cứu, mô hình thiết kế vẫn còn một số điểm có thể cải tiến để nâng cao hiệu quả. Một trong những hướng phát triển quan trọng trong tương lai là tích hợp các công nghệ điều khiển hiện đại hơn. Việc sử dụng bộ điều khiển logic khả trình (PLC) sẽ giúp máy hoạt động linh hoạt và thông minh hơn. Ngoài ra, việc nghiên cứu tối ưu hóa vật liệu cho dao cắt théplô duỗi để tăng tuổi thọ, hay cải tiến cơ cấu cấp phôi để giảm thời gian dừng máy cũng là những hướng đi tiềm năng. Tương lai của máy bẻ đai thép xây dựng gắn liền với xu hướng tự động hóa trong xây dựng, hướng tới việc tạo ra những cỗ máy thông minh, hiệu suất cao và có khả năng kết nối vào một hệ thống quản lý sản xuất toàn diện.

6.1. Ưu và nhược điểm của mô hình máy được thiết kế

Mô hình máy trong thuyết minh đồ án có nhiều ưu điểm nổi bật. Thứ nhất, máy có khả năng tự động hóa hoàn toàn chu trình từ duỗi, uốn đến cắt, giúp tăng năng suất vượt trội so với thủ công. Thứ hai, thiết kế cơ khí đơn giản, sử dụng các chi tiết tiêu chuẩn giúp giảm giá thành chế tạo và dễ dàng thay thế, sửa chữa. Thứ ba, việc tách riêng động cơ cho cụm duỗi giúp máy hoạt động ổn định hơn. Tuy nhiên, nhược điểm của thiết kế này là hệ thống điều khiển còn tương đối đơn giản, chủ yếu dựa vào rơ-le và công tắc hành trình, có thể hạn chế khả năng thay đổi nhanh các biên dạng đai phức tạp. Tốc độ làm việc của máy cũng có thể được cải thiện hơn nữa.

6.2. Hướng phát triển tích hợp lập trình PLC cho máy bẻ đai

Hướng phát triển tất yếu cho thế hệ máy bẻ đai tiếp theo là tích hợp hệ thống điều khiển thông minh. Việc áp dụng lập trình PLC cho máy bẻ đai sẽ mở ra nhiều khả năng mới. Với PLC, người vận hành có thể dễ dàng tạo và lưu trữ nhiều chương trình cho các loại đai khác nhau (vuông, chữ nhật, tam giác, đa giác...) thông qua một màn hình cảm ứng HMI. PLC cho phép điều khiển chính xác hơn các động cơ điện và các cơ cấu chấp hành, giúp tăng tốc độ và độ chính xác của máy. Hơn nữa, hệ thống PLC có thể thu thập dữ liệu sản xuất, chẩn đoán lỗi, và kết nối với các hệ thống quản lý cao hơn, đưa ngành gia công cốt thép tiến gần hơn tới tiêu chuẩn của công nghiệp 4.0.

04/10/2025

Trích đoạn nội dung tài liệu

LỜI MỞ ĐẦU Ngành chế tạo máy đ ng một vai trò quan trọng trong công cuộc công nghiệp hoá và hiện đại hoá đất nƣớc hiện nay, với nhiệm vụ chính là thiết kế, chế tạo những các thiết bị, phƣơng tiện máy móc phục vụ cho sản xuất và trong sinh hoạt. Để làm đƣợc điều này ngƣời kỹ sƣ cần có kiến thức đủ sâu và rộng để có thể phân t ch, đề xuất những phƣơng án nhằm giải quyết tốt những vấn đề trong thiết kế cũng nhƣ chế tạo. Từ những thực tế là sinh viên của ngành Công nghệ chế tạo máy sau 4 năm học, em đ t ch lũy đƣợc một số kiến thức về thiết kế và chế tạo máy. Để củng cố và bổ sung thêm những kiến thức đ học và để áp dụng những kiến thức đ vào thực tế em đ đƣợc nhận và thực hiện đ án tốt nghiệp với đề tài “Thiết kế máy duỗi uốn cắt đai thép xây dựng”.

Trong đ án tốt nghiệp này em vừa tính toán về lý thuyết, vừa thiết kế máy cho nên cũng gặp hông t h hăn. Trong suốt quá tr nh làm đ án, nhờ sự hƣớng dẫn tận tình của thầy Lƣu Đức Bình và sự giúp đỡ nhiệt tình của các thầy trong khoa cho nên em đ hoàn thành tốt đề tài. Em xin chân thành! Đ án tốt nghiệp này là ƣớc ngoặt cuối cùng để em trở thành những kỹ sƣ thực thụ. Đây cũng ch nh là cơ hội cuối cùng để em thể hiện khả năng của mình ở trƣờng.Em đ cố gắng hết sức m nh để hoàn thành tốt đề tài này.

Tuy nhiên, trong quá tr nh làm đ án thì không thể không có những sai sót, kính mong các thầy tận tình chỉ bảo để giúp em sửa chữa những khuyết điểm, những khúc mắc còn t n tại và có thêm kinh nghiệm thực tiễn để sau hi ra trƣờngem làm việc đƣợc tốt hơn. Đà Nẵng, ngày 10 tháng12 năm 2019 Sinh viên thực hiện: Lê Thị Trang SVTH: Lê Thị Trang – Lớp 15C1VA GVHD: PGS.TS Lƣu Đức Bình 4 Thiết kế máy duỗi uốn cắt đai thép xây dựng CHƢƠNG I: SƠ LƢỢC VỀ SẢN XUẤT ĐAI THÉP TRONG XÂY DỰNG 1. Trình bày tổng quan về máy uốn đai thép xây dựng: 1. Sơ lƣợc sử dụng thép trên thế giới và trong nƣớc: a.

Sơ lƣợc sử dụng thép trên thế giới: Ngày nay thép là thiêt bị, dụng cụ không thể thiếu đối với con ngƣời, chúng ta có thể dễ dàng tìm thấy chúng khắp mọi nơi, trên các thiết bị ô tô, xe máy, tàu thủy, nhà cửa hay đ dùng gia đ nh… Thép còn đ ng g p trong sự tiến hóa của loài ngƣời. Có thể nói tầm quan trọng của sắt thếp đối với con ngƣời là rất lớn. Theo số liệu báo cáo của 66 nƣớc gửi tới Hiệp hội Thép Thế giới (Worldsteel), sản lƣợng thép thô đ đạt 1,88 tỷ tấn trong năm 2018 tăng 4,6% so với lƣợng thép thô trên toàn cầu trong năm 2017.1: Sản lƣợng sẩn xuất thép thô của các khu vực t nh đến năm 2016 Trung Quốc là quốc gia sản xuất thép lớn nhất thế giới, chiếm gần 50% sản lƣợng sản xuất toàn thế giới. Trong giai đoạn 2010 đến nay, sự phát triển của ngành thép chuyển dần từ các quốc gia đ phát triển (Bắc Mỹ, châu Âu) sang các đang phát triển là Trung Quốc, Ấn Độ và hiện nay là các quốc gia Đông Nam Á.

Từ năm 2005 đến năm 2017, tăng trƣởng cả về nhu cầu và sản lƣợng sản xuất thép đ giảm mạnh lần lƣợt 6,2% xuống 2,5% và từ 6,8% xuống 2,1%. SVTH: Lê Thị Trang – Lớp 15C1VA GVHD: PGS.TS Lƣu Đức Bình 5 Thiết kế máy duỗi uốn cắt đai thép xây dựng Hình 1.2: sản xuất và suất khẩu thép trên thế giới t nh đến năm 2017 Trong năm 2017, Trung Quốc vẫn là quốc gia đứng đầu thế giới về xuất khẩu thép với sản lƣợng 75 triệu tấn, tƣơng đƣơng hoảng 27% sản lƣợng thép xuất nhập khẩu trên thế giới. Quốc gia đứng thứ 2 là Nhật Bản, chiếm khoảng 14%.Đáng chú , Hàn Quốc tuy đứng thứ 3 thế giới về sản lƣợng xuất khẩu với 31 triệu tấn. Tuy nhiên, nếu xét về xuất khẩu thuần (xuất khẩu – nhập khẩu), Hàn Quốc chỉ đứng thứ 6 với 12 triệu tấn.

Hiện tại, Mỹ vẫn là quốc gia nhập khẩu thép nhiều nhất thế giới, với sản lƣợng 35 triệu tấn trong năm 2017. Nh m các nƣớc đang phát triển, đặc biệt khu vực Đông Nam Á (Thái Lan, Việt Nam, Indonesia) đang trong giai đoạn tăng trƣởng mạnh. Tại các quốc gia này, nhìn chung nhu cầu xây dựng vẫn còn rất lớn, và cần phải nhập khẩu khá nhiều sản phẩm thép. Sơ lƣợc sử dụng thép tại Việt Nam: Từ giai đoạn 2015 tới nay, Việt Nam xuất khẩu khoảng 20% lƣợng thép sản xuất nội địa.

Trong năm 2017, Việt Nam sản xuất đƣợc hơn 22 triệu tấn thép, và xuất khẩu đƣợc 4,7 triệu tấn. Nhƣ vậy, thị trƣờng xuất khẩu chiếm 21,4% tổng sản xuất thép của Việt Nam, trong đ thị trƣờng chính là các nƣớc trong khối ASEAN - đặc biệt là Campuchia, Malaysia, Indonesia, và Thái Lan – chiếm hơn 50% tổng lƣợng thép xuất khẩu, Mỹ và EU đứng thứ 2 và 3 với 11% và 9% tổng lƣợng thép xuất khẩu. SVTH: Lê Thị Trang – Lớp 15C1VA GVHD: PGS.TS Lƣu Đức Bình 6 Thiết kế máy duỗi uốn cắt đai thép xây dựng Hình 1.3: Sản xuất và xuất khẩu thép của Hình 1.4: Thị trƣờng xuất khảu thép Việt Nam chính của Việt Nam Ngành thép mặc dù vậy vẫn chịu tác động dƣ cung hông chỉ do công suất trong nƣớc mà còn tới từ lƣợng thép nhập khẩu, đặc biệt là thép Trung Quốc hi đây luôn là thị trƣờng thép nhập khẩu chính vào Việt Nam với tỷ trọng quanh mức 50% trong các năm qua. Điểm tích cực nhất là sản lƣợng thép nhập khẩu từ Trung Quốc có tín hiệu sụt giảm nhờ vào sản lƣợng bổ sung HRC từ Formosa trong năm 2017.

Xu hƣớng này có thể sẽ tiếp tục trong thời gian tới nhờ vào sản lƣợng HRC của Formosa và HPG sẽ tiếp tục gia tăng trong các năm tới hi Formosa đ gia tăng công suất và HPG Dung Quất mở rộng trong 2019. Tổng sản lƣợng tiêu thụ thép xây dựng 6 tháng đầu năm 2018 đạt 4,9 triệu tấn (+16,3% yoy). Những doanh nghiệp đầu ngành có lợi thế về quy mô nhƣ HPG, POM tiếp tục có mức độ tăng trƣởng lợi nhuận tốt, đi cùng tăng trƣởng doanh thu. TIS tuy c doanh thu tăng trƣởng 35% nhƣng LNST lại giảm 43% so với cùng kỳ, do không còn lợi nhuận bất thƣờng.

Hai trƣờng hợp đặc biệt trong lĩnh vực sản xuất thép này là VIS và DNY, với doanh thu giảm 10 – 14% và báo lỗ, trong khi cùng kỳ vẫn có lãi. SVTH: Lê Thị Trang – Lớp 15C1VA GVHD: PGS.TS Lƣu Đức Bình 7 Thiết kế máy duỗi uốn cắt đai thép xây dựng Doanh nghiệp Tiêu thụ thép xây dựng %yoy 1H2018 (tấn ) HPG 1.891 +24,5% FORMOSA HÀ TĨNH 253.5: Thị phần thép xây dựng tại Việt Nam c. Thép xây dựng: Theo phạm vi sử dụng théo cacbon có hai loại: thép cac on thƣờng và thép cacbon chất lƣợng tốt. Thép cac on thƣờng ở dạng qua cán nóng (tấm, cây, thanh, thép h nh…) chủ yếu để dùng trong cây dựng.

Theo TCVN 1765 : 1975 thép cac on thƣờng đƣợc chia thành 3 loại A, B, C. Thép cac on thƣờng loại A là loại thép chỉ quy định về cơ t nh. Tiêu chuẩn Việt Nam (TCVN 1765: 1975) quy định mác thép loại này ký hiệu là CT, con số đi cùng chỉ độ bền giới hạn. Ví dụ, Thép CT31 là Thép c độ giới hạn bền tối thiểu là 310 N/mm2.

Thép cac on thƣờng loại A có các loại mác theo bảng 1-1 Bảng 1-1 Các loại mác thép theo tiêu chuẩn Nga và Việt Nam. Mác thép (số hiệu) Giớ hạn bền , N/mm2 Độ giản dài tƣơng đối Nga Việt Nam ,% CT0 CT31 310 20 CT1 CT33 320 – 420 31 CT2 CT34 340 – 440 29 CT3 CT38 380 – 490 23 CT4 CT42 420 – 540 21 CT5 CT51 500 – 640 17 CT6 CT61 600 12 SVTH: Lê Thị Trang – Lớp 15C1VA GVHD: PGS.TS Lƣu Đức Bình 8 Thiết kế máy duỗi uốn cắt đai thép xây dựng Thép cacbon loại B là thép chỉ quy định về thành phần hóa học. Tiêu chuẩn Việt Nam (TCVN 1765:1975) quy định mác thép loại này ký hiệu là BTC, con số kèm theo vẫn chỉ độ bền giới hạn nhƣ thép cac on thƣờng loại A, còn thành phần hóa học quy định nhƣ ảng 1-2. Bảng 1-2 Thông số Mác thép tại Việt Nam Mác thép (số hiệu) Hàm lƣợng nguyên tố Nga Việt Nam C,% Mn,% S P (không lớn (không lớn hơn,%) hơn,%) CT0 BTC31 0,23 - 0,06 0,07 CT1 BTC33 0,06 – 0,12 0,25 – 0,5 0,05 0,04 CT2 BTC34 0,09 – 0,15 0,25 – 0,5 0,05 0,04 CT3 BTC38 0,14 – 0,22 0,3 – 0,65 0,05 0,04 CT4 BTC42 0,18 – 0,27 0,4 – 0,7 0,05 0,04 Thép cac on thƣờng loại C là thép quy định cả về cơ t nh và thành phần hóa học, loại thép này c cơ t nh nhƣ thép cac on thƣờng loại A và có thành phần hóa học nhƣ thép cac on thƣờng loại B.

Tiêu chuẩn Việt Nam (TCVN 1765: 1975) quy định mác thép loại này ký hiệu là CTC con số đi èm chỉ giới hạn quy định nhƣ ảng 1-1 và có thành phần hóa học quy định nhƣ ảng 1-2.2: Sơ lƣợc của máy duỗi và uốn đai thép trên thế giới và trong nƣớc: a. Sơ lƣợc máy duỗi uốn đai thép trên thế giới: Hiện nay trên thế giới thép đƣợc sử dụng rộng rãi trong các ngành công nghiệp và trong xây dựng trang trí nội thất với nhiều chủng loại thép khác nhau c đƣờng nh cũng rất đa dạng, nhận thấy đƣợc tầm quan trọng của sắt thép chính vì vậy việc chế tạo máy duỗi, cắt phù hợp, tăng năng suất với nhu cầu rất cần thiết. Trên thế giới hiện nay máy duỗi, cắt rất đa dạng nhỏ gọn, từ bằng tay cho đến các máy lớn sử dụng động cơ thủy lực r i đến NC hay CNC có thể duỗi, cắt và uốn với nhiều bán kính khác nhau với độ chính xác và năng suất cao. SVTH: Lê Thị Trang – Lớp 15C1VA GVHD: PGS.

Nội dung được bảo vệ bản quyền — Tải xuống đầy đủ