CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN Tổng quan chung về lĩnh vực nghiên cứu, các kết quả nghiên cứu trong và ngoài nước đã được công bố Giới thiệu về đai thép thông dụng Hin ̀ h 1.1: Một số sản phẩm thép xây dựng thông dụng Đai thép được sử dụng rất nhiều trong các kết cấu bê tông cốt thép. Một số đai thép thông dụng như đai vuông, hình chữ nhật, hình chữ C, hình chữ L, hình móc câu (hình1.1)… Sự phát triển của các hệ thống tự động Hiện nay, các thiết bị tự động được sự phối hợp nhịp nhàng của ba lĩnh vực: điện tử, cơ khí và tin học. Ví dụ như các tay máy, người máy với bộ não nhân tạo, các hệ thống theo dõi và xác định vị trí bằng tia hồng ngoại, các hệ thống đếm sản phẩm ở các dây truyền định lượng. Với xu hướng trên, việc cải tiến từng bộ phận riêng lẻ thành một hệ thống dây chuyền tự động được thực hiện một cách nhanh chóng.
Chính vì vậy cho đến nay hầu như đa số các hệ thống cổ điển trước đây đã được thay thế bằng các hệ thống tự động hoặc bán tự động. Sự phát triển này càng diễn ra mạnh mẽ hơn, có thể nói thời đại ngày nay là thời đại của lĩnh vực tự động hóa, thời đại của trí tuệ và sự phát triển toàn diện. 1 Ngoài nước Cùng với sự phát triển của khoa học kỹ thuật thì sự đa dạng của sản xuất đã thúc đẩy sự ra đời và cải tiến của nhiều loại cơ cấu máy móc mang tính chuyên môn hóa và tự động hóa cao, trong đó máy uốn đai thép tự động và máy uốn CNC đã được nghiên cứu, chế tạo và cải tiến ở nhiều nước phát triển trên thế giới Tham khảo qua một số nhà sản xuất lớn như sau: Máy uốn thép của công ty Automated Industrial Machinery Máy uốn thép 2D [12]. Cụm con lăn nắn thẳng 2.
Bộ phận kéo thép 3. Thiết bị tính toán chiều dài dây 4. Đầu uốn và đầu cắt 5. Hệ thống điều khiển Cụm con lăn nắn thẳng (hình 1.2 – 1) Mỗi máy được trang bị một cụm con lăn nắn thẳng.
Mỗi cụm bao gồm 11 con lăn có rãnh V. Con lăn có 2 loại, một loại có đường kính lớn và một loại có đường kính 2 nhỏ cho phép nắn thẳng dây có đường tính từ 2,7 mm đến 8 mm, con lăn có thể thay đổi được để phù hợp với đường kính dây nắn thẳng và đồ bền của con lăn. Bộ phận kéo thép (hình 1.2 - 2) Được sử dụng để kéo thép, bộ phần này có 4 con lăn được điểu khiển bằng động cơ servo qua bộ truyền đai răng. - Tốc độ: 120m/ phút - Sai số: 0.1mm Thiết bị tính toán chiều dài dây (hình 1.2 - 3) Bao gồm một cặp con lăn, 1 con lăn được cố định, 1 con lăn được điều khiển bằng khí nén.
Con lăn cố định được kết nối thông qua encoder phản hồi chính xác để kiều khiển máy. Đầu uốn và cắt (hình 1.2 - 4) - Góc uốn: không giới hạn - Sai số: ±0.050 - Điều khiển: động cơ servo - Dao cắt có độ cứng 58 HRC - Lực cắt lớn nhất: 4400 kgF Bộ phận cắt được điều khiển bởi hệ thống thủy lực có độ bền cao, yêu cầu lực cắt lớn. Khung nghiêng (hình 1.2 - 5) Khung nghiêng được bao phủ bằng một tấm thép không gỉ. Khung nghiêng có thể nghiêng từ 00 đến 900 (hình 1.
Được điều khiển bởi hai động cơ gắn hộp giảm tốc. Khung nghiêng tạo ra thuận lợi cho người sử dụng khi số lượng sản phẩm lớn cần cho vào khoang chứa hoặc cho lên băng tải. Hệ thống điều khiển (hình 1.2 - 6) - Màn hình LCD cảm ứng màu - Bàn phím công nghiệp - Tích hợp ổ cứng lưu trữ dữ liệu dung lượng (40GB) - Ổ đĩa mềm CD-ROM, - Kết nối internet, video camera giám sát. 3 - Hệ điều hành Windows® XP Pro.
Hệ thống thủy lực (bên trong máy) - Được sử dụng cung cấp áp lực dầu cho hệ thống cắt dây thép gồm: - Thùng dầu có lọc dầu thể tích 20 galon - Động cơ điện 5 Hp và bơm 5 gpm với áp lực 2300 psi - Van solenoid và van giảm áp. Cụm con lăn nắn thẳng. Bộ phận kéo thép. Thiết bị tính toán chiều dài dây.
Hệ thống điều khiển. Hệ thống thủy lực. Đầu uốn và cắt. Cụm con lăn nắn thẳng (hình 1.3 – 1) 4 Mỗi máy đươc trang bị một cụm con lăn nắn thẳng, Mỗi cụm bao gồm 11 con lăn có rãnh V.
Con lăn có 2 loại, một loại có đường kính lơn và một loại có đường kính nhỏ cho phép năn thẳng dây có đường tính từ 2,7 mm đến 8 mm, con lăn có thể thay đổi được để phù hợp với đường kính dây nắn thẳng và đồ bền của con lăn. Bộ phận kéo thép (hình 1.3 - 2) Được sử dụng để kéo thép, bộ phần này có 4 con lăn được điểu khiển bằng động cơ servo qua bộ truyền đai răng. - Tốc độ: 120m/ phút - Sai số: 0.1mm Thiết bị tính toán chiều dài dây (hình 1.3 - 3) Bao gồm một cặp con lăn, 1 con lăn được cố định, một con lăn được điều khiển bằng khí nén. Con lăn cố định được kết nối thông qua encoder phản hồi chính xác để kiều khiển máy.
Hệ thống điều khiển (hình 1.3 - 4) - Màn hình LCD cảm ứng màu - Bàn phím công nghiệp - Tích hợp ổ cứng lưu trữ dữ liệu dung lượng (40GB) - Ổ đĩa mềm CD-ROM, - Kết nối internet, video camera giám sát. - Hệ điều hành Windows® XP Pro. Trục Z – Cánh tay (hình 1.3 - 5) Bệ máy là một dầm H có thể quay tâm của dây. Tất cả các kết nối điện đi qua một "Slip-Ring", cho phép các tín hiệu điện đi qua các vòng (vành) mạ vàng và bạch kim.
Các đường ống thủy lực và khí nén đi qua "tổ hợp" cho phép bệ máy quay vô hạn. Hệ thống thủy lực (hình 1.3 - 6) - Được sử dụng cung cấp áp lực dầu cho hệ thông cắt dây thép gồm: - Thùng dầu có lọc dầu thể tích 20 galon - Động cơ điện 5 Hp và bơm 5 gpm với áp lực 2300 psi - Van solenoid và van giảm áp. 5 Đầu uốn và cắt (hình 1.3 - 7) - Góc uốn: không giới hạn - Sai số: ±0.050 - Điều khiển: động cơ servo - Dao cắt có độ cứng 58 HRC - Lực cắt lớn nhất: 4400 kgF Một số nhà sản xuất khác Tập đoàn BLM [14].4 là hình máy uốn, bẻ ống và dây 2D, 3D ống của BLM Group với thông số kỹ thuật như sau: - Uốn dây hoặc ống 2d, 3d - Tự động hoàn toàn - Thiết lập uốn hình học dễ dàng ngay trên phần điều khiển của máy Hin ̀ h 1.4: Máy uốn, bẻ ống và dây 2D, 3D ống của BLM Group 6 Một số sản phẩm của máy uốn 2D,3D từ máy uốn thép 2D, 3D có thể uốn được những biên dạng phức tạp.5: Sản phẩm của máy uốn 2D, 3D Robomac - CNC Bending Machine của Numalliance [15].6 là máy bẻ CNC của Numalliance với thông số kỹ thuật sau: - Thép Ø 2-16 mm - 5 Servo - Bẻ 2D, 3D - 3 đầu uốn di chuyển tự do xung quanh dây - Dễ dàng để thiết lập và chương trình, tương thích với robomac 21xx - Giao diện người dùng thân thiện với màn hình cảm ứng, sản xuất dự tính thời gian thực 7 Hin ̀ h 1.6: Robomac - CNC Bending Machine cuả Numalliance Trong nước. Ở nước ta máy uốn đai thép đã được chế tạo và sử dụng rộng rãi trong nhiều trong lĩnh vực như cơ khí, xây dựng.
Công ty trách nhiệm hữu hạn Cơ Khí Chế Tạo Công Cụ Siêu Việt Ở hình 1.7 là máy bẻ đai của Công ty trách nhiệm hữu hạn Cơ Khí Chế Tạo Công Cụ Siêu Việt với khả năng công nghệ như sau [16]: - Công suất động cơ 2.2 kW - Cơ cấu hoạt động: 8 Nắn thẳng phôi: bằng cơ cấu xoay quanh một tâm có xu hướng đẩy thép về phía trước Cơ cấu bẻ: bằng xilanh thủy lực Cơ cấu cắt: bằng xi lanh thủy lực - Bẻ được đai thép vuông và chữ nhâ ̣t từ cuô ̣n thép tròn trơn, gai có đường kính Ø6 - Ø8 - Năng suất: 6-8m / phút.7: Máy của Công ty TNHH Cơ Khí Chế Tạo Công Cụ Siêu Việt Nhược điểm: Vì cơ cấu bẻ đai thép bằng thủy lực có nhược điểm sau. - Không linh động trong việc thay đổi các góc bẻ khác nhau. - Năng suất thấp. 9 Công ty TNHH Hồng Phúc Lâm Hin ̀ h 1.8: Máy uốn thép của Công ty TNHH Hồng Phúc Lâm Dòng máy SB (hình 1.8) có thể gia công (bẻ) được hầu hết các loại đai vuông (chữ nhật), đa giác, các loại móc, đai chữ U, C.đến các loại đai hình học phức tạp có 2 hay nhiều góc khác nhau trong cùng một hình dạng đai.
Góc bẻ linh hoạt đến 180 độ. Máy có thể bẻ đai lò xo liên hoàn, ra sắt sàn (nắn thẳng cắt đoạn sắt). [17] Máy sử dụng truyền động chính là thủy lực với ưu điểm mạnh mẽ, an toàn, mà lại tiết kiệm điện năng tiêu thụ. Thiết bị thủy lực được đặt hàng từ những nhà sản xuất, cung cấp uy tin, chất lượng cao, dễ bảo trì, sửa chữa Cơ cấu nắn thẳng đai thép là các con lăn xếp lệch tâm nhau.
Kết hợp với công nghệ điều khiển tự động mới nhất, thiết bị điện - điện tử được nhập khẩu từ Nhật Bản, Hàn Quốc và Đài Loan được cung cấp bởi các đại lý uy tín có mạng lưới phân phối rộng (dễ dàng tìm thấy tại địa phương) Công nghệ điều khiển lập trình của Hồng Phúc Lâm với giao diện thân thiện, dễ sử dụng (lao động phổ thông có thể sử dụng ngay sau 30 phút hướng dẫn). 10 Ở chế độ điều khiển Bằng Tay - Bán Tự Động máy còn có thể được dùng để tận dụng những đoạn sắt thừa, hỏng ở công trình: bẻ đai, hoặc duỗi thẳng làm sắt sàn. Tính cấp thiết của đề tài Ở lĩnh vực xây dựng ta thấy: trong các công trình xây dựng, số lượng đai thép trong một kết cấu bê tông cốt thép là rất lớn, vì vậy nếu đưa máy uốn đai thép tự động thay cho những máy uốn đai thép thông thường thì sẽ giảm được sức lao động, tăng năng suất, giảm chi phí và tăng tốc độ thi công các công trình xây dựng. Hiện nay trên thị trường các loại máy uốn đai thép rất nhiều nhưng bị hạn chế bởi năng suất và góc uốn của đai thép bị hạn chế.