CHƯƠNG I: GIỚI THIỆU 1. Tính cấp thiết của đề tài - Ngày nay, sắt thép là thứ vật liệu không thể thiếu trong đời sống hàng ngày, nó phục vụ các nhu cầu của con người như việc gia công, chế tạo các loại bàn ghế hay cầu thang. Khi đó phải cắt hàng loạt các kích thước bằng nhau và phải đảm bảo sự chính xác và đồng nhất trong quá trình sản xuất. Từ đó dẫn đến cần một chiếc máy có thể đo đạc nhanh và linh hoạt để đáp ứng sự đòi hỏi về mặt năng suất và chất lượng ngày càng cao của doanh nghiệp nên việc nghiên cứu thiết kế và chế tạo máy cắt sắt có cữ theo hướng tự động là cần thiết.
- Máy cắt sắt có cữ tự động đáp ứng được yêu cầu năng suất và chất lượng sản phẩm, khả năng hoạt động liên tục và hiệu quả, giúp giảm thời gian sản xuất so với việc thực hiện quá trình cắt bằng máy cắt cầm tay hay cắt bàn thông thường. - Nhận thấy được sự quan trọng của việc này, nhóm chúng em đã lựa chọn nhiệm vụ đồ án tốt nghiệp với đề tài: "Thiết kế và chế tạo mô hình máy cắt sắt có cữ tự động". Đây là một cơ hội quý báu để chúng em áp dụng những kiến thức và kỹ năng đã học vào thực tế, đồng thời phát triển khả năng tư duy sáng tạo và giải quyết vấn đề của mình. Ý nghĩa khoa học và ý nghĩa thực tiễn của đề tài 1.
Ý nghĩa khoa học của đề tài Đồ án tốt nghiệp giúp cho sinh viên củng cố lại những kiến thức đã được học trong 4 năm tại trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Thành Phố Hồ Chí Minh. Là cơ hội để sinh viên áp dụng những kiến thức đã học, phát triển kĩ năng cơ khí trong một chiếc máy cụ thể, được trải nghiệm thực tiễn quá trình thiết kế, chế tạo, lắp ráp, sửa chữa một chiếc máy hoàn chỉnh. Ý nghĩa thực tiễn của đề tài - Tạo ra một chiếc máy cắt sắt với khả năng xác định kích thước tự động, giúp cho quá trình cắt sắt được nhanh hơn, độ chính xác cao hơn. - Máy cắt giảm bớt yếu tố con người, tạo sự đồng đều giữa các lần cắt cùng kích cỡ, giảm sự sai sót, không yêu cầu người có quá nhiều kinh nghiệm.
Mục tiêu nghiên cứu của đề tài - Máy cắt sắt có cữ tự động có 2 chế độ cắt linh hoạt: 90 độ và 45 độ. - Tìm hiểu về các loại máy cắt sắt trên thị trường. - Nguyên lý hoạt động của máy cắt sắt có cữ tự động. - Thiết kế và chế tạo máy cắt sắt có cữ tự động.
- Chạy thực nghiệm và ghi nhận kết quả. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu của đề tài 1. Đối tượng nghiên cứu - Thép vuông - Máy cắt sắt - Chế độ cắt khi sử dụng đá cắt 1. Phạm vi nghiên cứu - Thép vuông (Tối đa 30x30x2 mm) - Kích thước mô hình (1300x600x300 mm) - Chiều dài sản phẩm tối đa (1 m) - Máy cắt sắt có 2 chế độ cắt: 90 độ và 45 độ - Máy cắt sắt bán tự động 1.
Phương pháp nghiên cứu 1. Cơ sở phương pháp luận - Nghiên cứu quy trình công nghệ cắt sắt, sự chuyển động của vít me và máy cắt, hệ thống điều khiển động cơ bước để giải quyết vấn đề. Các phương pháp nghiên cứu * Phương pháp kế thừa: - Tìm hiểu và lựa chọn các tài liệu có liên quan một cách có chọn lọc hệ thống. Quá trình thu thập thông tin, phân tích, đánh giá dựa trên cơ sở lý thuyết và thực tiễn sản xuất nhằm mục đích lựa chọn được kết cấu và nguyên tắc hoạt động của thiết bị phù hợp nhất.
* Phương pháp tiếp cận: - Tiếp cận các tài liệu, thông tin: tìm hiểu các tài liệu nghiên cứu, các thông tin cần thiết có liên quan trên các tạp chí khoa học, tài liệu chuyên ngành, báo, đài, internet… Quá trình thu thập thông tin, phân tích, đánh giá dựa trên cơ sở lý thuyết và thực tiễn sản xuất. * Phương pháp tính toán, thiết kế. - Việc tính toán thiết kế hệ thống máy cắt sắt có cữ tự động dựa trên lý thuyết tính toán nguyên lý máy, chi tiết máy cơ khí, lý thuyết bền và động lực học. Cơ sở thiết kế máy được xác định dựa trên quá trình thu thập thông tin, xử lý số liệu, phân tích, đánh giá cơ 2 sở lý thuyết và thực tiễn sản xuất nhằm mục đích lựa chọn máy có kết cấu đơn giản, năng suất cao và ứng dụng thực tế.
Sử dụng phần mềm thiết kế Soliword và Inventor để vẽ lắp ghép và dự đoán các cơ cấu chuyển động của máy. * Phương pháp mô hình hóa - Là mục tiêu chính của đề tài, tạo cơ hội để ôn lại kiến thức đã học và học hỏi được nhiều kinh nghiệm trong thực tiễn. Việc chế tạo mô hình giúp kiểm nghiệm được lý thuyết và sửa chữa những chỗ sai mà phương pháp lý thuyết không thể thấy được 1. Kết cấu của đồ án tốt nghiệp Chương I: Giới thiệu Chương II: Tổng quan nghiên cứu đề tài Chương III: Cơ sở lý thuyết Chương IV: Các phương án thiết kế và giải pháp Chương V: Thiết kế và tính toán Chương VI: Chế tạo và thực nghiệm Chương VII: Kết luận và kiến nghị 3 CHƯƠNG II: TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU ĐỀ TÀI 2.
Máy cắt sắt có cữ tự động 2. Khái niệm về máy cắt sắt có cữ tự động - Thời đại công nghệ 4.0 mọi việc đang dần được công nghiệp hóa, hiện đại hóa. Thay vì con người phải dùng sức làm mọi việc thì đã có máy móc thay chúng ta làm những công việc khó khăn, nguy hiểm mà đạt hiệu quả cao. Trong đó việc cắt sắt hay ống hộp cũng được hiện đại hóa và từ những nhu cầu của công việc mà máy cắt tự động được ra đời để phục vụ cho những công việc hay công trình lớn đạt hiệu quả cao, năng suất lớn.
- Máy cắt sắt có cữ tự động là máy cắt dùng để cắt sắt một cách tự động thay vì chúng ta phải dùng những cách thủ công khác với ngành cơ khí hiện đại thì máy cắt sắt có cữ tự động là một thiết bị không thể thiếu trong ngành xây dựng. - Với những công việc cắt những thanh sắt có cùng kích thước với nhau nhằm nâng cao năng suất, hiệu quả trong quá trình sản xuất thay vì phải vừa đo vừa cắt rất mất thời gian như những cách truyền thống trước đây thì máy cắt sắt tự động ra đời từ đây. 1: Máy cắt sắt có cữ tự động 2. Công dụng của máy cắt sắt có cữ tự động - Tăng năng suất: Máy cắt sắt có cữ tự động giúp tăng năng suất sản xuất bằng cách cắt phôi nhanh chóng và chính xác, loại bỏ hoặc giảm thiểu thời gian mất mát so với việc cắt thủ công.
4 - Tiết kiệm lao động: Sử dụng máy cắt sắt có cữ tự động giảm bớt sự cần thiết của lao động so với việc cắt thủ công, giúp doanh nghiệp tiết kiệm chi phí và tăng cường hiệu quả lao động. - An toàn và tiết kiệm thời gian: Sử dụng máy cắt sắt có cữ tự động giúp giảm thiểu nguy cơ tai nạn lao động so với việc sử dụng cắt thủ công, đồng thời cắt giảm thời gian sản xuất và tăng cường hiệu suất làm việc. - Tóm lại, máy cắt sắt có cữ tự động không chỉ giúp tăng cường hiệu suất và chất lượng sản xuất mà còn giảm bớt chi phí và rủi ro liên quan đến lao động, là một công cụ quan trọng trong các ngành công nghiệp kim loại và xây dựng. Cấu tạo chung của máy cắt sắt có cữ tự động Hình 2.
2: Sơ đồ cấu tạo của máy cắt sắt có cữ tự động Máy cắt sắt có cữ tự động bao gồm các thành phần chính như: bộ điều khiển, các chương trình điều khiển, nguồn điện, cơ cấu chấp hành, các công tắc hành trình, cụm máy cắt. Nguyên lý hoạt động chung của máy cắt sắt có cữ tự động 5 Hình 2. 3: Sơ đồ nguyên lý chung của máy cắt sắt có cữ tự động 2. Kết cấu của máy cắt sắt có cữ tự động - Hệ thống truyền động trục X, Y, Z: Bao gồm ba trục chính X, Y và Z, mỗi trục có khả năng di chuyển độc lập và được điều khiển bằng các động cơ điện và bộ điều khiển.
Hệ thống này tạo ra các chuyển động cần thiết để máy cắt sắt có cữ tự động thực hiện được các thao tác cần thiết để cắt sắt. Trục Y điều khiển cữ, trục X, Z có nhiệm vụ đưa máy cắt đi trái - phải và lên - xuống tới vị trí được lập trình. Hệ thống điều khiển: Bao gồm bộ điều khiển, các chương trình dược lập trình thông qua máy tính và các phần mềm giúp điều khiển và giám sát các hoạt động cách chính xác và hiệu quả. Cụm máy cắt: được điều khiền bởi trục X, Z.
Cụ thể là hệ thống ray trượt dẫn hướng vít me. Cụm kẹp chặt phôi: Đặt trên bàn máy, sử dụng cơ cấu vít me - đai ốc. Cụm cữ: được điều khiền bởi trục Y. Cụ thể là hệ thống ray trượt dẫn hướng vít me.
Phạm vi ứng dụng của máy cắt sắt có cữ tự động - Máy cắt sắt có cữ tự động cắt được các loại thép như thép hộp, thép vuông. Là công cụ cần thiết, quan trọng cho những công ty, xưởng, nhà máy thường có nhu cầu cắt sắt với số lượng lớn, các lĩnh vực như thiết kế kết cấu cơ khí hoặc lĩnh vực xây dựng 6 Hình 2. 4: Ứng dụng trong lĩnh vực xây dựng Quy trình sản xuất thang sắt hộp chữ A [12] Bước 1: Xác định vị trí các thanh thép. Bước 2: Định hình phần khung thang.
Bước 3: Đo đạc và xác định vị trí của các bậc thang. Bước 4: Cắt thanh sắt làm bậc thang theo kích thước yêu cầu. Bước 5: Lắp ráp 2 phần thang thép hộp chữ A lại với nhau. Bước 6: Làm móc treo để cố định chân thang.
- Qua đó thấy được sự đóng góp của máy cắt sắt có cữ tự động trong quy trình sản xuất các khung kết cấu. Nó hỗ trợ cho quá trình cắt hàng loạt giảm thiểu lỗi sản xuất, tăng năng suất và chất lượng sản phẩm cuối cùng, khả năng hoạt động liên tục và hiệu quả, giúp giảm thời gian sản xuất, đảm bảo an toàn cho người lao động, tiết kiệm chi phí cho doanh nghiệp và đáp ứng nhanh chóng các yêu cầu ngày càng khắt khe của thị trường. Các loại máy cắt có trên thị trường hiện nay * Máy cắt không có cử 7 Hình 2.