THIẾT KẾ MÁY UỐN TOLE TẠO SÓNG NGÓI, NGUYỄN ĐÌNH HẢI.pdf

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
KHOA CƠ KHÍ
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
ĐỀ TÀI:
THIẾT KẾ MÁY UỐN TOLE TẠO SÓNG
NGÓI
Người hướng dẫn: PGS.TS NGUYỄN VĂN YẾN
Sinh viên thực hiện: NGUYỄN ĐÌNH HẢI
Đà Nẵng, 2017

DUT-LRCC
SVTH : Nguyễn Đình Hải GVHD : PGS.TS Nguyễn Văn Yến Trang 1
LỜI NÓI ĐẦU
Đất nước đang trong thời kỳ công nghiệp hoá và hiện đại hoá vì thế ngành
công nghiệp nói chung và ngành cơ khí nói riêng đóng vai trò quyết định. Trong
những năm gần đây nước ta tập trung đầu tư vào lĩnh vực cơ khí nên ngành cơ khí
đã có những bước phát triển rõ rệt
Cùng với sự phát triển của đất nước, nhu cầu của con người ngày càng phong
phú và đa dạng, nhiều công trình, nhà ở mọc lên một cách nhanh chóng. Do đó nhu
cầu sử dụng tấm lợp ngày càng tăng nhanh, đặc biệt là các loại tấm lợp bằng kim
loại. Yêu cầu đặt ra đối với các loại tấm lợp ngày càng cao về hình dạng, màu sắt và
kích thước, trong khi đó nước ta chưa sản xuất được phôi để tạo ra các sản phẩm
trên mà phải nhập từ nước ngoài. Để có những sản phẩm đến với người tiêu dùng có
mẫu mã đẹp, kích thước như mong muốn và giá thành phù hợp thì việc thiết kế chế
tạo ra “máy uốn tole tạo sóng” là cần thiết.
Sau một thời gian dài nghiên cứu, tìm hiểu và được sự giúp đỡ, gợi ý của các
thầy cô trong Khoa, sự tận tình hướng dẫn của thầy Nguyễn Văn Yến em đã thực
hiện và hoàn thành đề tài “ Thiết kế máy uốn tole tạo sóng ngói” . Đây là một đề
tài tương đối phổ biến và có tính khả thi cao..
Mặc dù được sự hướng dẫn tận tình của thầy giáo nhưng do vốn kiến thức
còn hạn chế, thời gian có hạn và chưa có nhiều kinh nghiệm thực tế nên sẽ không
tránh khỏi những sai sót. Rất mong sự góp ý của các thầy cô và các bạn để đề tài
được hoàn thiện hơn.
Em xin cảm ơn !
Đà Nẵng, Ngày tháng năm 2017
Sinh viên thực hiện:
Nguyễn Đình Hải

DUT-LRCC
MỤC LỤC
A – LÝ THUYẾT
CHƯƠNG 1. GIỚI THIỆU VỀ TẤM LỢP VÀ NHU CẦU SỬ DỤNG
1.1. Giới thiệu về tole sóng..............................................................................5
1.1.1. Khái niệm ............................................................................................5
1.1.2. Phân loại ..............................................................................................5
1.1.3. Các loại biên dạng tole thường gặp.....................................................6
1.1.4. Vật liệu chế tạo tole.............................................................................6
1.2. Nhu cầu sử dụng.....................................................................................6
CHƯƠNG 2. LÝ THUYẾT QUÁ TRÌNH BIẾN DẠNG DẺO
2.1. Tổng quát.................................................................................................8
2.2. Trạng thái ứng suất và các phương trình dẻo .........................................9
2.3. Biến dạng của kim loại ở trạng thái nguội ............................................11
CHƯƠNG 3. LÝ THUYẾT QUÁ TRÌNH UỐN TẤM
3.1. Khái niệm ...............................................................................................13
3.2. Giới thiệu quá trình uốn..........................................................................13
3.3. Công thức tính lực uốn ..........................................................................15
3.4. Tính đàn hồi khi uốn..............................................................................15
B – THIẾT KẾ TÍNH TOÁN
CHƯƠNG 1. PHÂN TÍCH CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ
1.1. Thiết lập biên dạng sóng tole......................................................................18
1.1.1. Xác định số sóng và kích thước sóng.................................................18
1.1.2. Cơ sở thiết kế tính toán biên dạng sóng tole ......................................19
1.2. Các phương án thiết kế máy – Phân tích lựa chọn phương án...................20
1.2.1. Phương án bố trí con lăn tạo sóng tole trên trục cán.........................21
1.2.2. Phương án truyền động chính cho dây truyền cán ............................22
1.2.3. Hộp phân lực .....................................................................................34
1.2.4. Chọn phương án truyền động cho hệ thống đầu dập.........................25
1.2.5. Phương án truyền động dao cắt ........................................................27
1.3. Xác định kích thước con lăn cán ............................................................28
1.3.1. Xác định kích thước con lăn cán nhô cao đầu tiên...........................29

DUT-LRCC
1.3.2. Xác định kích thước con lăn thứ 2 biên dạng thấp xuống................30
1.3.3. Xác định con lăn cán của các sóng tiếp theo....................................31
CHƯƠNG 2. THIẾT LẬP SƠ ĐỒ ĐỘNG HỌC MÁY
2.1. Sơ đồ khối...............................................................................................32
2.2. Sơ đồ động của máy ...............................................................................33
2.3.Sơ đồ nguyên lý.......................................................................................34
2.4.Nguyên lí hoạt động ................................................................................34
CHƯƠNG 3. TÍNH TOÁN ĐỘNG HỌC VÀ ĐỘNG LỰC HỌC TOÀN MÁY
3.1. Tính toán động học.................................................................................36
3.1.1. Tính năng kỹ thuật của dây chuyền..................................................36
3.1.2. Tính toán động học...........................................................................36
3.2. Tính toán động lực học..........................................................................36
3.2.1. Tính áp lực trục cán..........................................................................36
3.2.2. Tính công suất động cơ ....................................................................40
3.2.3. Tính lực dập cho hệ thống đầu dập ..................................................42
3.2.4. Tính lực cắt đứt tole..........................................................................44
3.3. Tính toán thuỷ lực cho toàn bộ dây chuyền ..........................................45
3.3.1. Tính toán động cơ thủy lực...............................................................45
3.3.2. Tính toán xilanh truyền lực cho hệ thống đầu dập...........................47
3. 3.3. Tính toán xilanh truyền lực cho hệ thống dao cắt ...........................49
3. 3.4. Tính toán thông số làm việc của bơm ............................................49
3.4. Tính toán bộ truyền trục vít.....................................................................49
3.4.1. Giới thiệu..........................................................................................50
3.4.2. Tính toán thiết kế..............................................................................50
CHƯƠNG 4. CHỌN VÀ NGHIỆM BỀN MỘT SỐ CHI TIẾT VÀ CỤM CHI TIẾT
4.1. Thiết kế trục cán ....................................................................................56
4.1.1. Giới thiệu về trục cán ......................................................................56
4.1.2. Trình tự thiết kế...............................................................................57
4.2. Tính toán thiết kế trục vít ......................................................................67
4.2.1. Chọn vật liệu....................................................................................67
4.2.2. Tính toán sức bền trục .......................................................................67
4.2.3. Tính chọn bộ phận gối đỡ..................................................................76

DUT-LRCC
CHƯƠNG 5. THIẾT KẾ CHƯƠNG TRÌNH ĐIỀU KHIỂN PLC
5.1. Biểu đồ trạng thái máy .........................................................................80
5.2. Sơ đồ nối dây của CPU..........................................................................81
5.3. Chương trình PLC điều khiển máy........................................................83
C – LẬP QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ GIA CÔNG CHI TIẾT
1.1 Phân tích các bề mặt gia công ..................................................................84
1.2. Trình tự các nguyên công ..........................................................................84
D – LẮP ĐẶT,VẬN HÀNH,BẢO DƯỠNG DÂY CHUYỀN
- Lắp đặt............................................................................................126
- Vận hành ........................................................................................127
- Bảo dưỡng......................................................................................128
KẾT LUẬN CHUNG ...................................................................................129
TÀI LIỆU THAM KHẢO............................................................................130

DUT-LRCC
A – LÝ THUYẾT
CHƯƠNG 1 : GIỚI THIỆU VỀ TẤM LỢP
VÀ NHU CẦU SỬ DỤNG
1. 1. Giới thiệu về tole sóng
1.1.1. Khái niệm:
Trong cuộc sống hiện nay, nhu cầu về tấm lợp ngày càng cao. Người ta sản
xuất và sử dụng rộng rải, phổ biến nhất là tole kim loại. Đó là những tấm kim loại
được dát mỏng, thường sử dụng với chiều dày từ 0,25mm đến 0,5mm; với chiều
rộng từ 0,92m đến 1,22m. Tole sử dụng nhiều làm tấm lợp, che chắn.
Hiện nay tole phẵng được sản xuất thành từng cuộn là chủ yếu, với khối lượng
mổi cuộn khoảng 5 tấn, chiều dày và chiều rộng nhất định. Các loại tole cuộn
thường được nhập khẩu từ nước ngoài như: BHP-ÚC, NKK-NHẬT, ANMAO-ĐÀI
LOAN, HÀN QUỐC...Và đã có sẳn lớp bảo vệ oxi hóa thường gọi là tole mạ màu,
tole mạ kẻm, tole lạnh. Để tăng thêm độ cứng vững và thuận tiện khi sử dụng người
ta tạo sóng cho nó và vấn đề tạo sóng là vấn đề cần thiết cho sử dụng. Việc tạo sóng
tole cũng là bước công nghệ quan trọng và liên quan đến nhiều yếu tố.
Tùy thuộc yêu cầu sử dụng mà người ta chọn biên dạng sóng mà tạo sóng
thẳng hay sóng ngói. Tole sóng thẳng có tole sóng vuông và sóng tròn, loại sóng
tròn do trước đây sản xuất theo cỡ nên gây khó khăn trong việc sử dụng .
So với các loại tấm lợp ở nước ta thường sử dụng như ngói, nhựa, mirô xi
măng, giấy lợp ... Thì tole kim loại có nhiều ưu điểm hơn, đặc biệt là loại tole sóng (
sóng vuông, sóng ngói ), sản xuất theo công nghệ mới, cắt theo yêu cầu sử dụng và
được thể hiện:
- Kích thước gọn nhẹ.
- Ít hư hỏng, không thấm nước.
- Kết cấu sàn lợp gọn, nhẹ, tiết kiệm được vật liệu (thanh xà bằng gỗ hay thép ).
- Tuổi thọ cao.
- Bức xạ nhiệt.
- Chiều dài tole theo yêu cầu.
Nhờ những ưu điểm trên, cùng với sự phát triển của nền kinh tế mà công nghệ
chế tạo tole được đầu tư phát triển đáp ứng nhu cầu và việc sử dụng tole ngày càng
rộng rải.
1.1.2. Phân loại:
Việc phân loại tole có nhiều cách. Có thể dựa vào thành phần vật liệu, công
dụng sản phẩm, biên dạng tole, kích thước màu sắc ... Có thể phân loại sơ bộ như
sau :
- Thành phần vật liệu có tole kẻm, tole nhôm, tole thép, tole mạ kẻm, mạ
nhôm...

DUT-LRCC
- Theo màu sắc.
- Theo số sóng: 5 sóng , 7 sóng , 9 sóng .
- Theo công dụng: Loại mái vòm, mái thẳng, tole lạnh ...
- Theo biên dạng: Tole sóng vuông, sóng tròn, sóng ngói...
- Theo chiều dày: 0,3mm , 0,4mm, 0,45mm...
1.1.3. Các loại biên dạng tole thường gặp
 Loại sóng thẳng
+ Sóng tròn :
+ Sóng vuông :
 Loại sóng ngói:
Hình 1.1.Các loại biên dạng sóng tole
1.1.4. Vật liệu chế tạo:
Vật liệu làm tole là những tấm thép các bon chất lượng trung bình ( 
b
400N/mm 2
) ,được sử dụng rộng rải, sản lượng cao, dễ khai thác, dễ chế tạo, giá
thành hạ .
Loại tole thép các bon kém bền trong môi trường không khí nước mưa ...Để
khắc phục hiện tượng trên người ta thường mạ kẻm, thiếc hoặc sơn màu sau khi đã
thành tấm.
Tole hợp kim thì bền nhưng giá thành cao.
Tole nhôm nhẹ, dẻo, dể , uốn, bền trong không khí nhưng giá thành cao và hiệu
lực kém .
1.2. Nhu cầu sử dụng
Trước đây do nhu cầu chất lượng cuộc sống thấp, công nghệ chưa phát triển,
vấn đề tấm lợp chưa được quan tâm. Cùng với thời gian loại tấm lợp bằng tole được
ra đời, được cải thiện lần, và đã sản xuất ra những loại tấm đã tạo lượn sóng sẳn và

DUT-LRCC
có các kích thước nhất định. Nhưng loại này giá thành cao, không thuận lợi cho sử
dụng,nên nhu cầu sử dụng còn hạn chế.
Ngày nay cùng với sự phát triển chung của khoa học kỹ thuật, sự hội nhập và
hợp tác ,đầu tư sản xuất. Nền kinh tế nước ta đã từng bước phát triển, đưa tiến độ
khoa học vào thực tế sản xuất, đời sống dần dần được nâng cao. Từ đó nảy sinh
nhiều nhu cầu thiết yếu vấn đề xây dựng cơ bản, kết cấu hạ tầng ngày càng nhiều.
Do vậy vấn đề sử dụng tấm lợp mà nhất là tole ngày càng nâng lên . Nó đặt ra một
số yêu cầu mới về giá cả màu sắc và mẫu mã. Đáp ứng yêu cầu đó các nhà sản suất
đã đầu tư nghiên cứu và ra được tole tấm phẳng quấn thành cuộn với nhiều màu sắc
kích thước ngang cũng như độ dày của tole.
Để tiện lợi đưa vào sử dụng người ta chế tạo ra máy uốn tạo sóng từ tole phẳng
và cắt chiều dài theo yêu cầu. Hiện nay tole sóng được sản suất và bày bán rộng rãi
trên thị trường với nhiều màu sắc và chủng loại đa dạng như tole chịu nhiệt, tole
sóng vuông, tole sóng tròn, tole sóng ngói, tole mái vòm. Tole sóng có nhiều cỡ
sóng ,kích thước chiều ngang từ 0,92m đến 1,22m. Nên việc lựa chọn loại tole để sử
dụng rất dể dàng.
Nhìn chung việc lựa, sử dụng loại sóng tole ( sóng vuông, sóng tròn hay sóng
ngói ) nó còn tùy thuộc vào đặc điểm lối kiến trúc của công trình xây dựng. Đa số
hiện nay người ta sử dụng tole sóng thẳng (Sóng vuông , sóng tròn ) và nó phù hợp
thẩm mỹ với nhà thông dụng và công nghiệp . Cùng chủng loại tole nhưng tole sóng
ngói có giá thành cao hơn một ít. Tole sóng ngói dùng phù hợp với những nhà có
kiến trúc hiện đại ( 4 mái, 6 mái ), biệt thự, hoặc các kiểu kiến trúc cổ mà về yêu
cầu thẩm mỹ không thể thay bằng tole sóng thẳng được , nên nhu cầu sử dụng tole
sóng ngói ít hơn. Trong tương lai theo đà phát triển, nhu cầu về thẩm mỹ thì tole
sóng ngói cũng có triển vọng cao. Một đặc điểm nữa của tole sóng ngói là nó chỉ
lợp một chiều nên khi sử dụng lợp các phần chéo thì phải bỏ một phần diện tích
tole.
Hình 1.2 : Tole sóng ngói

DUT-LRCC
CHƯƠNG 2 : LÝ THUYẾT QUÁ TRÌNH BIẾN DẠNG DẺO
2.1. Tổng quát
Khi chịu tác dụng của ngoại lực, kim loại sẻ biến dạng theo ba giai đoạn nối tiếp
nhau.
Biến dạng đàn hồi, biến dạng dẻo và biến dạng phá hủy. Từ thí nghiệm kéo kim
loại người ta có biểu đồ kéo sau:
Hình 2.1. Biểu đồ kéo kim loại.
- Biến dạng đàn hồi là biến dạng mất đi sau khi khử bỏ tải trọng. Mặt phương
trình thể xiết chặt nhất.
- Lúc đầu khi tăng tải trọng độ biến dạng L tăng tỷ lệ bậc nhất với tải trọng .
Ứng với đoạn thẳng op trên biểu đồ .
- Biến dạng dẻo là sự biến đổi kích thước sau khi khử bỏ tải trọng.
Khi tải trọng vượt quá gía trị nhất định ( P) độ biến dạng L tăng lên theo tải
trọng với tốc độ nhanh hơn. Ở giai đoạn này biến dạng dẻo đi cùng với biến dạng
đàn hồi .
- Biến dạng phá hủy là sự đứt rời các phần tinh thể kim loại khi biến dạng (khi
tải trọng vượt quá tải trọng cho phép ). Khi tải trọng đạt đến giá trị lớn nhất (điểm b
) trong khi kim loại xuất hiện vết nứt, tại đó ứng xuất tăng nhanh gây biến dạng tập
trung, kích thước vết nứt tăng lên và cuối cùng phá hủy kim loại (điểm d). Đó chính
là giai đoạn phá hủy.

DUT-LRCC
* Biến dạng dẻo là hình thức phổ biến, gia công áp lực là quá trình lợi dụng
giai đoạn biến dạng dẻo để gia công. Biến dạng của kim loại được thực hiện bằng
sự trượt và song tinh. Biến dạng dẻo bắt đầu được thực hiện khi mà trong kim loại
trạng thái ứng suất được xác định. Trong đó ứng xuất tiếp tác dụng lên mặt trượt đạt
đến giá trị giới hạn [ th
 ] (phụ thuộc vào vật liệu) và có khả năng vượt qua nội lực
trên các mặt trượt và trên tinh giới kim loại .hạn của
Trong gia công kim loại bằng áp lực tác dụng lên kim loại biến dạng là các lực
nén ,kéo ở các trạng thái khác nhau.
2.2. Trạng thái ứng suất và các phương trình dẻo
Giả sử trong vật thể hoàn toàn không có ứng suất tiếp thì vật thể có 3 dạng ứng
suất chính sau :
Hình 2.2 : Trạng thái ứng suất.
Ứng suất đường : max = 1/ 2 (2.1)
Ứng suất mặt : max = (1- 2 ) / 2 (2.2)
Ứng suất khối : max = (max - max ) / 2 (2.3)
Nếu 1 = 2 = 3 thì  =0 và không có biến dạng, ứng suất chính để kim loại
biến dạng déo là biến dạng chảy ch
* Điều kiện biến dạng dẻo:
- Khi kim loại chịu ứng suất đường :
 1  = ch tức max =  ch/ 2 (2.4)
- Khi kim loại chịu ứng suất mặt :
 1-2  = ch
(2.5)
- Khi kim loại chịu ứng suất khối :
 max - min  = ch (2.6)
Các phương trình trên gọi là phương trình dẻo.
Biến dạng dẻo chỉ bắt đầu sau biến dạng đàn hồi, thế năng của biến dạng đàn hồi:
A = A0 + Ah (2.7)
Trong đó : A0 - Thế năng để thay đổi thể tích vật thể.
 1  1
 2
 1
 3
 2

DUT-LRCC
( Trong biến dạng đàn hồi thể tích vật thể tăng lên, tỉ trọng giảm xuống )
Ah - Thế năng để thay đổi hình dáng vật thể.
Trạng thái ứng suất khối, thế năng biến dạng đàn hồi theo định luật Hooke
Được xác định: A = ( 11 + 22 + 33 ) / 2 (2.8)
Như vậy biến dạng tương đối theo định luật Hooke :
1 =
1
E
 1 -  (1 + 3 )
2 =
1
E
 2 -  (1 + 3 ) (2.9)
3 =
1
E
 3 -  (2 + 1 )
Theo (2.8) thế năng toàn bộ của biến dạng được biểu thị :
A= )]
.
.
.
(
2
[
2
1
1
3
3
2
2
1
2
3
2
2
2
1 








 




E
(2.10)
Lượng tăng tương đối thể tích của vật trong biến dạng đàn hồi bằng tổng biến
dạng trong 3 hướng vuông góc:
 
1 2
1 2 3
1 2 3
V
V E

     
 
      (2.11)
Trong đó :  - Hệ số Poisson tính đến vật liệu biến dạng.
E - Mô dun đàn hồi của vật liệu.
Thế năng để làm thay đổi thể tích bằng:
2
3
2
1
3
2
1
)
(
6
2
1
3
2
1















E
F
F
Ao (2.12)
Thế năng dùng để thay đổi hình dáng vật thể:
     
 
2
1
3
2
3
2
2
2
1
6
1
















E
Ao
A
Ah (2.13)
Vậy thế năng đơn vị để biến hình khi biến dạng đường sẽ là:
2
0
2
.
6
1


E
Ah

 (2.14)
Từ (13) và (14) Ta có :
      const






 2
0
2
1
3
2
3
2
2
2
1 2





 (2.15)
Đây gọi là phương trình năng lượng biến dạng dẻo.
Khi các kim loại, biến dạng ngang không đáng kể, nên theo (2.9) ta có thể viết :
 
3
1
2 


 
 (2.16)

DUT-LRCC
Khi biến dạng dẻo ( không tính đến đàn hồi ) thể tích của vật không đổi, Vậy v = 0
Từ (12) Ta có
  0
2
1
3
2
1 







E
Từ đó : 0
2
1 
  , Vậy 5
.
0

 (2.17)
Từ (2.16) và (2.17) ta có :
2
3
1
2





(2.18)
Vậy phương trình dẻo có thể viết
0
0
3
1 15
.
1
3
2



 

 (2.19)
Trọng trượt tinh khi 1 = - 3 trên mặt nghiêng: Ứng suất pháp bằng 0
Ứng suất tiếp khi  = 450
max =
2
3
1 
 
(2.20)
So sánh nó với (19) (Khi 3
1 
 
 )
max= 0
0
58
.
0
3



 K (2.21)
Vậy ứng suất tiếp lớn nhất là :
k=0.58 0
 Gọi là hằng số dẻo
Ở trạng thái ứng suất khối phương trình dẻo có thể viết :
0
0
3
1
.
15
.
1
3
2
2
2









k
const
k
(2.22)
Phương trình dẻo (22) rất quan trọng để giải các bài toán trong gia công kim loại
bằng áp lực.
Tính theo hướng cua các áp suất, phương trình dẻo (2.22) chính xác nhất là được
viết:
    k
2
3
1 


 
 (2.23)
2.3. Biến dạng dẻo của kim loại trong trạng thái nguội
Thực nghiệm cho thấy với sự gia tăng mức độ biến dạng nguội thì
tính dẻo của kim loại sẽ giảm và trở nên giòn khó biến dạng .
Hình vẽ dưới đây, trình bày đường cong về mối quan hệ giữa các tính chất cơ
học của thép và mức độ biến dạng rất rõ ràng nếu biến dạng vượt quá 80% thì kim
loại hầu như mất hết tính dẻo .

DUT-LRCC
Hình 2.3. Mối quan hệ giữa tính chất cơ học và độ biến dạng

DUT-LRCC
CHƯƠNG 3 : LÝ THUYẾT QUÁ TRÌNH UỐN TẤM
3.1. Khái niệm
Uốn là phương pháp gia công kim loại bằng áp lực nhằm tạo cho phôi hặc một
phần của phôi có dạng cong hay gấp khúc, phôi có thể là tấm, dải, thanh định hình
và được uốn ở trạng thái nóng hoặc nguội. Trong quá trình uốn phôi bị biến dạng
dẻo từng vùng để tạo thành hình dáng cần thiết. Uốn kim loại tấm được thực hiện
do biến dạng dẻo. Biến dạng đàn hồi xảy ra ở hai mặt của phôi uốn.
3.2. Quá trình uốn
Uốn là một trong những nguyên công thường gặp nhất trong dập nguội. Quá
trình uốn bao gồm biến dạng đàn hồi và biến dạng dẻo. Uốn làm thay đổi hướng thớ
kim loại, làm cong phôi và thu nhỏ dần kích thước.
Trong quá trình uốn, kim loại phía trong góc uốn bị nắn và co ngắn ở hướng
dọc, bị kéo ở hướng ngang. Các lớp kim loại ở phía ngoài chịu kéo và gỉan dài ở
hướng dọc, bị nén ở hướng ngang. Giữa các lớp co ngắn và giãn dài là lớp trung
hòa.
Khi uốn những dải hẹp xảy ra hiện tượng giảm chiều dày, chỗ uốn sai lệch hình
dạng tiết diện ngang, lớp trung hòa bị lệch về phía bán kính nhỏ.
Khi uốn tấm dải rộng cũng xảy ra hiện tượng biến mỏng vật liệu nhưng không
có sai lệch tiết diện ngang. Vì trở kháng của vật liệu có chiều rộng lớn sẽ chống lại
sự biến dạng theo hướng ngang.
Trong trường hợp uốn phôi rộng thì biến dạng của nó có thể được xem như biến
dạng trượt. Khi uốn phôi với bán kích góc lượng nhỏ thì mức độ biến dạng dẻo lớn
và ngược lại.
a) Trước khi uốn

DUT-LRCC
b) Sauk hi uốn
Hình 3.1. Quá trình uốn vật liệu
 Xác định chiều dài phôi uốn:
- Xác định vị trí lớp trung hòa, chiều dài lớp trung hòa ở vùng biến dạng .
- Chia kết cấu của chi tiết, sản phẩm thành những đoạn thẳng và đoạn cong
đơn giản.
- Cộng chiều dài các đoạn lại: Chiều dài các đoạn thẳng theo bản vẽ chi tiết,
còn phần cong được tính theo chiều dài lớp trung hòa.
Chiều dài phôi được xác địnhk theo công thức:
 
  

 s
x
r
l
L .
180
. 0


(3.1)
Trong đó :
+ 0
= 180 - 
+ l : Tổng chiều dài cá đoạn thẳng
+   )
.
(
180
.
0
0
s
x
r


chiều dài các lớp trung hoà
+ r : Bán kính uốn cong phía trong .
+ x : Hệ số phụ thuộc vào tỷ số r/s.
+ s : Chiều dày vật uốn .
Khi uốn một góc  < 900
thì  

 s
l
L 5
,
0
.
900
0

 Bán kính uốn nhỏ nhất và lớn nhất:
rtrong nếu quá nhỏ sẽ làm đứt vật liệu ở tiết diện uốn, nếu quá lớn vật uốn sẽ
không có khả năng giữ được hình dáng sau khi đưa ra khỏi khuôn ( r trong >= rmin ).

DUT-LRCC
- Bán kính uốn lớn nhất :
.
rmax
2.
s
T


 (3.2)
rngoài >= r trong + s
E = 2,15.105
(N/mm2
): Modun đàn hồi của vật liệu
S : Chiều dày vật uốn
T : Giới hạn chảy của vật liệu.
- Bán kính uốn nhỏ nhất :
1
1
min 2
s
r

 
 
 
 
(3.3)
Theo thực nghiệm có : r min = k.s
k: Hệ số phụ thuộc vào góc uốn .
: Độ giản dài tương đối của vật liệu ( %).
3.3. Công thức tính lực uốn
Lực uốn bao gồm lực uốn tự do và lực uốn phẳng vật liệu. Trị số lực và lực
phẳng thường lớn hơn nhiều so với lực tự do .
Lực uốn tự do được xác định theo công thức :
1
1
2
1
.
.
.
.
.
.
k
s
B
l
n
s
B
P b
b



 (N) (3.4)
l
n
s
k
.
1  : Hệ số uốn tự do có thể tính theo công thức trên hoặc chọn theo bảng
phụ thuộc vào tỉ số l/s.
B1 : Chiều rộng của dải tấm
S : Chiều dày vật uốn .
N : Hệ số đặc trưng của ảnh hưởng của biến cứng : n = 1,6 - 1,8
b : giới hạn bền của vật liệu .
l : Khoảng cách giửa các điểm tựa.
Lực uốn góc tinh chỉnh tính theo công thức:
P = q.F ( N ) (3.5)
q : Áp lực tinh chỉnh ( là phẳng ) chọn theo bảng .
F : Diện tích phôi được tinh chỉnh.
3.4. Tính đàn hồi khi uốn:
Như ta đã biết khi uốn kim loại không phải toàn bộ phần kim loại ở phần cung
uốn đều chịu biến dạng dẻo mà có một phần còn ở biến dạng đàn hồi. Vì vậy khi thôi
không còn tác dụng của lực uốn thì vật uốn không hoàn toàn giữ nguyên như hình
dáng của chày và cối uốn, và đó gọi là hiện tượng đàn hồi sau khi uốn.

DUT-LRCC
Hiện tượng đàn hồi thường gây ra sai lệch về góc uốn và bán kính uốn vì vậy
muốn cho chi tiết có góc uốn và bán kính uốn đã cho thì ta phải làm bán kính và góc
của khuôn và chày thay đổi một lượng đúng bằng trị số đàn hồi.
Bằng thực nghiệm người ta đã xác định được trị số đàn hồi phụ thuộc chủ yếu vào
loại vật liệu và chiều dày vật liệu, hình dáng chi tiết uốn, bán kính chi tiết uốn tương
đối r/S, lực uốn và phương pháp uốn.
Khi giới hạn chảy càng cao, tỷ số r/S càng lớn và chiều dày vật liệu càng nhỏ thì
hiện tượng đàn hồi càng lớn.
Khi uốn với tỷ số r/S < 10 thì sai lệch chủ yếu là góc uốn, còn bán kính uốn thay
đổi không đáng kể. Trị số góc đàn hồi cho sẵn trong sổ tay.
Khi uốn với tỷ số r/S > 10 thì sau khi uốn cả góc uốn và bán kính uốn đều bị thay
đổi. Khi đó bán kính cong của chày được xác định bằng công thức sau.
',
1 3
r
r
chay ko


(3.6)
Trong đó : r’: Bán kính sản phẩm( sau khi đàn hồi)
ko=
S
E
r
C
.
. ,

: Hệ số uốn
E : Môđun đàn hồi vật liệu
S : Chiều dày vật liệu
- Góc đàn hồi  được xác định theo công thức sau :
)
1
).(
180
(
,
0
0



r
r


(3.7)
0 : Góc của chi tiết( sau biến dạng đàn hồi)
Hình 3.2. Góc đàn hồi  sau khi uốn.
Góc đàn hồi được xác lập bởi hiệu số giữa góc của vật uốn sau khi uốn và góc của
chày cối uốn:  = 0 -  (3.8)

DUT-LRCC
Trong đó :  : Góc của chày và cối uốn (độ)
0: Góc của vật uốn khi chưa thôi lực uốn (độ)
Góc đàn hồi  khi uốn góc 900
[Bảng 2.1]
Tỷ số CHIỀU DÀY VẬT LIỆU (mm)
VẬT LIỆU r/s Đến 0,8 0,82 >2
GÓC ĐÀN HỒI 
Thép, b đến 35kg/mm2 <1 4 2 0
Đồng thau b đến 35kg/mm2
15 5 3 1
Nhôm, Kẽm >5 6 4 2
Thép, b = 4050kg/mm2 <1 5 2 0
Đồng thau, b=3540kg/mm2
15 6 3 1
Đồng vàng >5 8 5 3
<1 7 4 2
Thép, b>55kg/mm2
15 9 5 3
>5 12 7 5
Vì lực uốn tác dụng chủ yếu ở đầu chày, quá trình biến dạng dẻo cũng chỉ
xảy ra ở đó. Khi bán kín uốn càng nhỏ thì mức độ kéo, nén của kim loại càng lớn có
thể gẩy, nứt và lớp trung hoà có xu hướng dịch vào bên trong.
Khi :
r/S > 4 thì  = r + 0.5S
r/S = 1 thì  = r + 0.4S
Trong đó :
r : Bán kính uốn trong
 : Bán kính lớp trung hoà
R : Bán kính uốn ngoài
Tóm lại: Trong quá trình uốn không phải toàn bộ phần kim loại ở phần uốn đều
chịu biến dạng dẻo mà có một phần còn ở dạng đàn hồi. Vì vậy không còn lực tác
dụng thì vật uốn không hoàn toàn như hình dáng cần uốn.

DUT-LRCC
B - THIẾT KẾ -TÍNH TOÁN
Uốn tole là quá trình làm biến dạng kim loại (uốn hình ) một cách liên tục giữa các
cặp trục đứng yên liên tiếp nhau. Từ đó sản phẩm được hình thành từ những tấm
phẳng được trải ra từ cuộn tole, được liên tiếp qua nhiều trục . Mà ở một trục được
tạo sẳn biên dạng nên tạo sóng dần dần , tiến đến hình dáng và tiết diện yêu cầu .
Để thiết lập sơ đồ động của máy , ta dựa vào h bố trí những con lăn hình sóng
tole, số lượng các cặp trục , hệ thống truyền động .
CHƯƠNG 1 : PHÂN TÍCH CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ
1.1 - Thiết lập biên dạng sóng tole
1.1.1. Xác định số sóng và kích thước sóng
Các dạng sóng tole ngói thường gặp như sau :
Hình 1.1. Các dạng tole sóng ngói.
Việc lựa chọn số sóng tole phụ thuộc vào nhiều yếu tố: chiều rộng phôi tấm ,
hình dáng kích thước sóng tole, chiều rộng tole sau khi uốn và nhu cầu sử dụng của
mọi người. Hiện nay các loại tấm đang được sử dụng để uốn tole có chiều rộng :
1200mm, 1070mm, 1000mm, 914mm, 940mm . Chiều dày thường từ 0,25 đến
0,5mm . Với sóng ngói nhu cầu sử dụng không như sóng vuông . Và phổ biến nhất
sử dụng loại 5 sóng với diện tích lợp hữu dụng là 750 mm và chiều rộng khi chưa
tạo sóng của nó là 914mm.
Các dạng sóng tole trên được sử dụng phổ biến như nhau . Muốn tạo thành
hình sóng ngói , thì trước tiên qua liên tục các lô uốn tạo nên sóng dọc sau đó dùng
đầu dập tạo bậc ngói , các bậc có đọ cao thường lớn hơn 10mm . Các bước ngói có
thể điều chỉnh được,theo yêu cầu thẩm mỹ .Sau tạo biên dạng sóng dọc thì đầu dập
thực hiện hành trình dập theo yêu cầu kích thước bước ngói.

DUT-LRCC
1.1.2. Cơ sở tính toán thiết kế biên dạng sóng tole
Cần tìm ra qui luật và tuần tự tính toán thích hợp cho toàn bộ các biên dạng.Bắt
đầu từ việc xác định các thông số của biến dạng sóng tole.Tiến hành phân tích hai
biên dạng sau:
+Biến dạng nhô cao
Sau các lần uốn ta được chiều cao a1 theo yêu cầu, bán kính cong R không đổi ,
và tương ứng với chiều dài l1 (dây cung l1)
Từ hình vẽ, xét quan hệ giữa các thông số ta thấy như sau:
( L1/2)2
= R2
- ( R - a1 )2
 l1
2
= 4 [R2
- (R -a1 )]2
 l1 = 2  
1
2
1 a
R
a 
Đối với biên dạng sóng này, khi uốn nó thực hiện kéo, uốn cả hai phía . Để
tránh hiện tượng tole ở vị trí uốn bị ép mỏng ta chọn 4 lần uốn , để tạo sự đồng đều
l
1
a1
R30

DUT-LRCC
trong các lần uốn ta cho vị trí số a1 tương ứng 4mm , 9mm, 14mm , và 18mm là đũ
chiều cao theo yêu cầu . Ta có bảng sau :
a1 4 9 14 18
l1 30 42,8 50,75 55,5
Đây là sóng tole giữa , sau đó bố trí các lô uốn cho các sóng nhô cao này ở hai
bên , việc xác định các kích thước biên dạng cho các sóng loại này chỉ kéo tole về 1
phía và cũng 4 lần uốn như trên .
+ Biên dạng sóng thấp xuống :
Tương tự từ hình vẽ ta có quan hệ giữa l1 và a1 như sau :
L2 = 2 2
2 a
R 
Ta cũng chọn 4 lần uốn để tạo thành biên dạng theo yêu cầu và chọn các trị số a2 là
5mm, 10mm ,15mm ,20mm ta có bảng sau :
a2 5 10 15 20
l2 68 95 115,2 131,7
Đây là sóng hai bên của sóng giữa đã xét ở trên khi uốn sóng này . Tole kéo về một
phía . Tương tự xác định các sóng loại này còn lại cũng gióng nhau và cũng 4 lần
uốn như trên.
1.2 - Các phương án thiết kế máy –Phân tích lựa chọn phương án
Có nhiều phương án thiết kế máy khác nhau. Nhưng tùy thuộc vào
cách truyền động , sự phân bố biên dạng trên trục uốn . Khi uốn sóng tole gợn sóng
này , hệ con lăn uốn của các sóng gần nhau phải liên tục . Để đơn giản ta chỉ biểu
diển các con lăn của các sóng cơ bản còn các sóng trung gian và con lăn trung gian
thì ngầm hiểu .
a2
l2
R118

DUT-LRCC
1.2.1.Phương án bố trí con lăn tạo sóng tole trên truc uốn.
Số lượng trục uốn phụ thuộc vào cách bố trí con lăn tạo sóng trên trục uốn. Dựa
vào thứtự sóng tole cần uốn ta đưa ra các phương án bố trí con lăn uốn trên trục và
số trục uốn sau.
1.2.1.1. Phương án 1 :
Số cặp trục uốn cho 1 sóng Thứ tự cho các cặp sóng
2
2
3 1
2
3 1
4 2'
2
3 1
4 2'
5 3'
4
5 4'
3'
4' 5'
5
2
3 1
4 2'
5 3' 4' 5'
3
4
4
4
4
4
1
Phương án này có tất cả 24 cặp trục , bố trí các con lăn không đối xứng .
1.2.1.2. Phương án 2 :
Phương án này có 21 cặp trục uốn.
1.2.1.3. Phương án 3 :
Phân bố đối xứng qua sóng tole ở giữa . Phương án này có 20 cặp trục
uốn:
2 1
2
3 1 2'
4 2' 3'
4 4'
3'
4' 5'
3' 4' 5'
4
4
4
4
4
1
5
3
3'
4
5
4
5 2
3 1 2'

DUT-LRCC
2
2 1 2'
2'
4'
4
4
4
4
4
3 2 1 3'
2'
3 2 1 3'
4
4'
2'
3 2 1 3'
4
5' 5'
Trong 3 phương án trên, trong quá trình thiết kế dây chuyền uốn tole sóng này ta chỉ
được chọn 1 phương án. Quá trình tìm hiểu và nghiên cứu nhiều nơi, thêm vào đó là
sự tiện lợi , thích hợp của phương án . Nên ta chọn phương án 3 là phương án bố trí
các con lăn uốn sóng dọc. Với số lượng cặp trục uốn ít nên hạn chế được chiều dài
của máy . Lực tác động lên hai ổ đều , sản phẩm không bị co rút từ hai phía.
Trong phương án này ta bố thêm vào đầu dây chuyền uốn một cặp trục mà trên
cặp trục này không bố trí con lăn nhằm để đưa phôi vào dể dàng và làm cho phôi
phẵng trước khi đưa vào trục uốn. Trên cặp trục này ta chọn đường kính bằng
đường kính danh nghĩa của các con lăn uốn.
1.2.2. Chọn phương án truyền động chính cho dây chuyền uốn
Có hai phương án truyền động cho dây chuyền :
- Phương án truyền động bằng dầu ép
- Phương án truyền động bằng cơ khí .
1.2.2.1 Truyền động bằng dầu ép :
M
1
2
3
4
5
6

DUT-LRCC
Hình 1.2. Phương án truyền động bằng dầu ép
1. Động cơ 2. Bơm dầu 3. Động cơ dầu
4. Van điều chỉnh 5. Hộp phân lực 6. Hệ trục con lăn
Những ưu nhược điểm của phương án truyền động bằng thủy lực:
 Ưu điểm :
- Có khả năng thực hiện chuyển động vô cấp cho chuyển động
chính, cũng như các chuyển động phụ để đảm bảo cho số vòng quay cho cơ cấu
chấp hành.
- Kích thước gọn nhẹ, trọng lượng và momen quán tính nhỏ.
- Dể đảo chiều. Chống quá tải.
- Mức độ an toàn cao.
- Dễ dàng trong việc điều khiển tự động.
- Tiện lợi cho việc bố trí các cơ cấu phụ.
- Tránh hiện tượng ồn ào.
 Nhược điểm :
- Cấu tạo của bộ phận thủy lực phức tạp, đòi hỏi chính xác nên khó chế tạo.
- Giá thành cao.
- Phụ thuộc vào chất lượng của dầu.
1.2.2.2. Truyền động bằng cơ khí:
1
2
3
4
5
Hình 1.3. Phương án truyền động bằng cơ khí
1. Động cơ điện 4. Hộp phân lực
2. Khớp nối 5. Hệ trục con lăn
3. Hộp giảm tốc
- Khó khăn trong việc điều khiển tự động, đảo chiều chuyển động, chống quá tải.

DUT-LRCC
- Mức độ an toàn thấp
- Điều kiện bôi trơn.
- Bộ truyền gây ồn ào khi làm vi
- Kích thước trọng lượng lớn và cồng kềnh.
1.2.3. Hộp phân lực :
Có nhiều cách truyền lực cho trục uốn. Nhưng cơ bản ta có hai phương
pháp chính sau :
1.2.3.1. Truyền động trục vít , bánh ví :
1
2
Hình 1.4. Phương án truyền động trục vít, bánh vít
1 . Động cơ dầu 2 . Bộ truyền trục vít – bánh vít
 Đặc điểm :
- Có thể thay thế hướng chuyển động.
- Có khả năng tự hảm.
- Khuôn khổ, kích thước nhỏ.
- Truyền đông êm, không tiếng ồn.
- Tỷ số truyền lớn.
- Hiệu suất thấp, sử dụng vật liệu đắt tiền.
1.2.3.2. Truyền động bằng xích:
Hình 1.5. Phương án truyền động bằng xích
1- Động cơ dầu 2 – Đĩa xích 3 – Bánh xích
 Đặc điểm :
- Kích thước nhỏ gọn.
1
2
3

DUT-LRCC
- Chế tạo và lắp ráp phức tạp, thường xuyên phải bôi trơn, không có khả năng
tự hãm.
- Dùng truyền động cho các trục với tỷ số truyền không đổi trong máy uốn tole.
Kết luận :
Với các phương án trên đây, từ các ưu nhược điểm của nó. Dựa vào nhiệm vụ
thiết kế và mức độ ngày càng tự động hóa như hiện nay, để đạt được hiệu quả kinh
tế cao và điều khiển dể dàng. Ta chọn phương án truyền động bằng thủy lực. Yêu
cầu đặt ra khi thiết kế là tạo nên sóng ngói, nên cần phải có độ chính xác cao để tole
khi lợp không bị cong, vênh, vòm. Do đó cần độ chính xác trong truyền động và
tính tự hảm của bộ truyền. Nên chọn phương án cho hợp phần lực và bánh vít, trục
vít.
1.2.4. Chọn phương án truyền động cho hệ thống đầu dập tạo sóng ngang:
Đầu dập tạo sóng ngang cần lực dập tương đối và sao cho tole qua uốn tạo sóng
dọc biến dạng từ từ không tạo ứng suất làm mỏng tole tại nơi dập. Có các phương
án truyền động tạo lực dập sau :
1.2.4.1. Phương án tạo lực dập bằng vít me - bánh răng côn:
* Sơ đồ nguyên lý :
1 2
3 4 5
6
7
8
9
10
Hình 1.6. Phương án tạo lực dập bằng vít me-bánh răng côn
1. Động cơ 2. Đai truyền 3-4. Bánh răng nón
5. Phanh 6. Trục vít 7. Đai ốc
8. Đầu dập 9. Bàn dập 10. Dẫn hướng

DUT-LRCC
* Nguyên lý hoạt động:
- Động cơ (1) thông qua truyền đai (2), cặp bánh răng nón (3),(4) làm trục vít
quay dẫn động đầu dập (8) thực hiện hành trình dập; hành trình lùi (đi lên ) của đầu
dập thực hiện khi động cơ đảo chiều .
* Những ưu nhược điểm :
 Ưu điểm:
- Tốc độ cao.
- Đơn giản, dễ chế tạo, bảo quản và sửa chửa .
- Tính tự hãm cao .
 Nhược đỉểm:
- Lực ép nhỏ.
- Khó điều khiển tự động.
- Thời gian thao tác lâu.
1.2.4.2. Phương án tạo lực dập bằng Piston-xilanh thủy lực:
1
2
3
4
5
6
Hình 1.7. . Phương án tạo lực dập bằng Piston-xilanh thủy lực
1. Xi lanh 2. Pistoleg 3. Bàn trượt
4. Đầu dập 5. Bàn dập 6. Van điều chỉnh
* Nguyên lý hoạt động : Hành trình dập được thực hiện khi dầu ép qua hệ van (6)
vào buồng trên của xi lanh (2). Đẩy Pits ton (1) mang đầu dập (4) thực hiện quá
trình dập .

DUT-LRCC
Khi thực hiện xong hành trình dập, van (6) thự hiện đổi chiều đường dầu
vào, đưa dầu vào buồng dưới xi lanh (2) và đẩy pits ton (1) đi lên .
* Những ưu nhược điểm của phương án này:
 Ưu điểm :
- Tác động nhanh, có tính dàn hồi.
- Điều chỉnh lực ép dể dàng bằng cách thay đổi dầu.
- Dễ tự động hóa.
- Tạo lực dập lớn và ổn định.
 Nhược điểm:
- Giá thành cao.
- Cần bộ phận tạo áp lực.
- Các bộ phận chi tiết đòi hỏi chế tạo chính xác.
1.2.4.3. Phương án tạo lực dập bằng thanh răng bánh răng :
1
2
3
4
Hình 1.8. Phương án tạo lực dập bằng thanh răng bánh răng
1. Thanh răng 2. Bánh răng
3. Đầu dập 4. Bàn dập
* Nguyên lý làm việc : Bánh răng (2) quay, dẫn động thanh răng (1) chuyển động
tịnh tiến mang đầu dập đi lên hoặc xuống và tạo lực dập.
* Những ưu nhược điểm :
 Ưu điểm :
- Tính tự hãm cao.
- Dễ chế tạo, vận hành.

DUT-LRCC
- Năng xuất thấp.
- Tạo lực ép nhỏ.
- Khó tự động hóa.
- Thời gian thao tác lớn.
* Kết luận :
Với khả năng ngày càng tự động hóa trong ngành cơ khí, qua phân tích các
phương án trên đây. Ta thấy phương án tạo lực dập bằng hệ thống Piston- xi lanh là
thích hợp hơn với khả năng điều khiển tự động cao. Vậy chọn phương án tạo lực
dập bằng pis ton xi lanh thủy lực.
1.2.5. Chọn phương án truyền động tạo lực cắt
Độ dày của tole sóng luôn nhỏ hơn 1mm. Chiều ngang tole cần cắt lớn hơn 750
mm. Do vậy hành trình của dao không lớn lắm, chọn dao cắt có lưỡi dao dưới nằm
ngang, lưỡi dao trên nghiêng với lưởi dao dưới một góc 2 đến 6 độ, lúc đó lực cắt
giảm đi đáng kể so với hai lưỡi cắt song song nhau. Tole mỏng nên không sợ bị
cong vênh .
Cũng giống như đầu dập, quá trình làm việc của dao cũng có hành trình như vậy
nhưng với chu kỳ cắt thấp hơn so với đầu dập. Do vậy để thuận lợi cho việc điều
khiển tự động, bố trí kết cấu và tận dụng những ưu điểm của phương án truyền
động bằng piston xi lanh, ta cũng chọn hệ thống piston - xi lanh cho dao cắt .
1.3 . Xác định kích thước con lăn uốn
Muốn xác định kích thước của con lăn uốn ta phải lựa chọn đường kính danh
nghĩa của các con lăn thông qua vận tốc của sản phẩm khi đi qua dây chuyền. Chọn
vận tốc sản phẩm là V = 0,25m/s.
Các con lăn trên trục uốn có đường kính không giống nhau và nó theo biên
dạng uốn nên có thể đường kính nhỏ và lớn. Do vậy khi sản phẩm uốn đi qua hai
trục uốn sẽ có phần vận tốc của tole khác đi vận tốc dài của con lăn uốn, khi đó sẽ
xuât hiện hiện tượng trượt tương đối giữa tole và con lăn uốn .

DUT-LRCC
Hình 1.10. Con lăn uốn
Từ hình vẽ ta thấy biên dạng tole được uốn theo hình có sẵn trên con lăn. Nhờ
ma sát giữa tole và các con lăn, nên khi con lăn ở trục dẫn động quay, tole được
chuyển động tịnh tiến đồng thời cũng dẫn động làm quay trục uốn trên.
Khi thiết kế hệ thống con lăn của cặp trục uốn, chú ý đảm bảo cho nó có vận
tốc dài bằng nhau tại một số vị trí và không cho chúng làm giãn tole theo chiều dọc,
tránh bị vòm . Vận tốc tại đó sẽ là vận tốc tole để thiết kế máy. Ta chọn ở vị trí này
làm vận tốc trung bình của con lăn.
Máy uốn tole là máy uốn hình loại nhẹ, uốn tấm dải chiều dày < 1mm nên ta
chọn đường kính danh nghĩa của các con lăn D = 150mm, d= 150mm. Tính toán
cho chiều dày tole uốn là 0,5mm. Để tole ra khỏi hai trục uốn phẳng thì số vòng
quay của hai trục phải khác nhau.
Chọn đường kính trục đỡ con lăn là =70mm
Đường kính cổ trục để lắp ổ đỡ là cổ = 50mm
1.3.1. Xác định kích thước con lăn uốn sóng tole đầu tiên nhô cao
Hình 1.11. Con lăn uốn nhô cao

DUT-LRCC
Chọn chiều rộng của con lăn trên: B1 =120mm
Chọn chiều rộng của con lăn dưới: B2=140mm
Đường kính danh nghĩa: D=150mm , d=150mm.
Các kích thước: D1=D - 2a1 (mm)
d1 = d + 2a1 (mm)
- Lần uốn đầu tiên:
a1= 4 D1 = 150 - 2.4 = 142 (mm)
d1 = 150 + 2.4 = 158 (mm )
- Lần uốn thứ hai :
a1= 9 D1 = 150 - 2.14 = 132 (mm)
d1 = 150 + 2.9 = 168 (mm )
a1 = 9 - 4 = 5 (mm)
- Lần uốn thứ ba:
a1 = 14 D1=150 - 2.14 = 122(mm)
d1= 150 + 2.14 = 178(mm)
5
9
14
1 


a (mm)
- Lần uốn thứ tư:
a1= 19 D1 = 150 - 2.19 = 112 (mm)
d1= 150 + 2.19= 188 (mm )
a1 =19 - 14 = 5 (mm)
Để có các bước sóng tiếp theo, ta tạo ra con lăn uốn có hình dáng tương tự
nhưng về hai phía. Để thuận lợi cho việc chế tạo cũng như lắp ráp, ta làm các con
lăn thành từng phần riêng lẽ nhau, mỗi phần đúng bằng khoảng sóng tiếp theo. Sau
đó lắp ghép lại với nhau thành thành một lô uốn hoàn chỉnh thông qua trục chung
= 70mm và lắp giữ bằng then từng cụm riêng .
1.3.2. Xác định kích thước của con lăn thứ 2 biên dạng thấp xuống
Hình 1.12 Con lăn uốn biên dạng thấp xuống

DUT-LRCC
Chọn chiều rộng của con lăn trên: B3 = 150mm
Chọn chiều rộng của con lăn dưới: B4 = 170mm
Các kích thước: D’
1 =D + 2a2
d’
1 = d - 2a2
- Lần uốn đầu tiên:
a2= 5 D’
1 = 150 + 2x5 = 160 (mm)
d’
1 = 150 - 2x5 = 140 (mm )
- Lần uốn thứ hai :
a2= 10 D’
1 = 150 + 2x10 = 170 (mm)
d’
1 = 150 - 2x10 = 130 (mm )
a2 = 10 - 5 = 5 (mm)
- Lần uốn thứ ba :
a2= 15 D’
1 = 150 +2x15 = 180 (mm)
d’
1 = 150 + 2x15 = 120 (mm )
a2 =15 - 10 = 5 (mm)
- Lần uốn thứ tư
a2=20 D’
1 = 150 + 2x20 = 190 (mm)
d’
1 = 150 - 2x20 = 110 (mm)
a2= 20-15 = 5 (mm)
Tương tự như loại sóng biên dạng trên. Ta cũng chế tạo thành từng phần sau đó
lắp vào bằng then.
1.3.3. Xác định kích thước con lăn uốn của các sóng tiếp theo
Tương tự như hai loại sóng trên. Các loại sóng sau này cùng kích thước tương
tự theo mỗi loại và được bố trí về hai phía đối xứng nhau.
Hình 1.13. Con lăn uốn chung

DUT-LRCC
CHƯƠNG 2 : THIẾT LẬP SƠ ĐỒ ĐỘNG HỌC MÁY
2.1. Sơ đồ khối
Từ các phương án lựa chọn của máy ta rút ra được sơ đồ khối cho từng bước
tác động của máy như sau:
2.2. Sơ đồ động của máy:

DUT-LRCC
P
0
Q
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
16
18
15
17
Hình 2.1: Sơ đồ động của máy uốn tấm lợp kiểu sóng ngói

DUT-LRCC
1. Bể chứa dầu 10. Piston-xilanh dập
2. Lọc dầu 11. Piston-xilanh cắt
3. Van cản 12. Van tiết lưu
4. Van tràn 13. Van solenoil
5. Bơm dầu 14. Piston-xilanh cắt phẳng
6. Động cơ điện 15. Động cơ dầu
7. Đồng hồ đo áp 16. Máng dẫn phôi
8. Dao cắt 17. Con lăn trên
9. Đầu dập tạo sóng 18. Con lăn dưới
2.3. Sơ đồ nguyên lý
Để tạo hình dáng sóng cho tole theo yêu cầu thì ta có nhiều cách bố trí sơ đồ
máy để uốn. Nhưng tùy theo trường hợp cụ thể mà ta có các hình thức bố trí khác
nhau sao cho hợp lý nhất, kinh tế nhất, chất lượng sản phẩm là tốt nhất. Dựa theo các
máy sẵn có ngoài thị trường hiện nay thì ta có sơ đồ bố trí máy như sau:
Hình 2.2: Sơ đồ nguyên lý máy uốn tole tạo sóng ngói
1. Phôi cuộn 5. Đầu dập
2. Máng dẫn phôi 6. Dao cắt hình
3. Dao cắt phẳng 7. Máng chứa sản phẩm
4. Các lô uốn 8. Đế máy
2.4. Nguyên lý hoạt động
Phôi cuộn 1 được đặt vào trục quay nhờ thiết bị cầu trục, tấm phôi phẳng được
dẫn qua máng dẫn phôi 2 quá trình tạo sóng tròn cho tole khi phôi đi qua dao cắt
phẳng đi vào hệ thống các trục uốn và con lăn. Sau khi ra khỏi hệ thống trục uốn và
1 2 3 4 5 6 7
8

DUT-LRCC
con lăn uốn thì tole đã được tạo sóng tròn theo yêu cầu. Sau đó tole sẽ được đầu dập
5 tạo sóng ngói, quá trình dập tạo sóng ngói chỉ thực hiện khi các lô uốn dừng
chuyển động. Dao cắt hình 6 chỉ cắt khi chiều dài tole đạt đúng chiều dài yêu cầu,
quá trình cắt chỉ thực hiện khi các lô uốn dừng chuyển động. Sau đó đưa sản phẩm
tole uốn ra máng chứa sản phẩm 7, cuối cùng dao cắt phẳng cắt rời tole ra khỏi cuộn
phôi kết thúc một quá trình hoạt động của máy.

DUT-LRCC
CHƯƠNG 3 : THIẾT KẾ -TÍNH TOÁN
ĐỘNG HỌC VÀ ĐỘNG LỰC HỌC TOÀN MÁY
3.1 – Tính toán động học
3.1.1. Tính năng kỹ thuật của dây chuyền:
Để có được biên dạng sóng tole thì trục uốn mang các con lăn uốn của
các dây chuyền uốn phải có biên dạng như sóng tole. Khi trục uốn quay tạo sóng thì
vận tốc dài của các vị trí trên con lăn uốn sẽ khác nhau. Vì đường kính tại các vị trí
đó khác nhau, để tole ra khỏi dây chuyền uốn có vận tốc như đã chọn ( V= 0,25 m/s
), thì về cơ bản vận tốc điểm tại một vị trí quan trọng chịu áp lực lớn phải bằng vận
tốc đó. Còn các vị trí còn lại sẽ xuất hiện, hiện tượng trượt tương đối giữa tole và
con lăn uốn.
Chỉ truyền công xuất cho một trục trong một cặp trục uốn của dây chuyền. Còn
trục uốn kia sẽ tự do; nhờ áp lực của tole tác dụng lên sinh ra ma sát tạo mô men
quay trục.
Dây chuyền uốn là loại uốn hình loại nhẹ, để đơn giản ta truyền công xuất cho
11 cặp ( dây chuyền có 21 cặp trục ). Do vậy công suất chung của toàn bộ dây
chuyền dược tính quy về công suất của 11 bộ truyền bánh vít , trục vít.
Biên dạng sóng tole được tạo nhờ vào 2 con lăn uốn. Việc thiết kế chế tạo các
con lăn uốn chia làm 8 loại cho 2 biên dạng và có độ sâu theo số lần uốn tạo sóng.
Để thuận lợi ta chọn các trục dưới là trục dẫn do vậy các trục dưới có cùng số
vòng quay . Do đó thuận lợi cho việc chọn tỷ số truyền và thiết kế các bộ truyền
trục vít - bánh vít. Các con lăn uốn được lắp then trên các trục (chế tạo trục và con
lăn riêng ).
3.1.2. Tính toán động học:
Để thuận lợi cho việc tính toán thiết kế, ta chọn đường kính danh nghĩa cho các
con lăn là: D=d=150 (mm).
Số vòng quay của các trục uốn được tính :
n =
1000.60. 1000.60.0,25
. 3,14.150
V
d

 =31,83 ( vòng/phút ) (3.1)
30
83
,
31
.
14
,
3
30
.


n

 = 3,3 ( 1/s )
Chọn tỷ số truyền của các bộ truyền bánh vít - trục vít là i=20.
Số vòng quay trục vít : ntv = i.n = 20. 31,83 = 636,6 (v / p ) (3.2)
3.2 - Tính toán động lực học
3.2.1.Tính áp lực truc uốn
Xem quá trình uốn như một quá trình uốn kim loại giữa hai trục uốn. Lúc này lực
tác dụng lên trục uốn chính là lực uốn và được xác định theo công thức tổng quát
sau :

DUT-LRCC
P =
l
n
S
B b .
. 2

(3.3)
Trong đó : B - Chiều rộng vật uốn.
S - Chiều dày của phôi tấm. Chiều dày nhất của tole là: S=0,5(mm)
b - Giới hạn bền của
vật liệu làm phôi tấm: )
/
(
400 2
mm
N
b 

n - Hệ số đặc trưng ảnh hưởng của biến dạng cứng n=1,8.
l - Khoảng cách giửa các điểm tựa.
Chiều rộng vật uốn B được tính như sau :
0
. .
180
R
B
 
 (mm) sin
2 2
l
R

 (3.4)
2arcsin
2
l
R
 
+ Đối trường hợp biên dạng sóng nhô cao(R=30)
[Bảng 3.1]
Lần uốn a  l B(mm) P(N)
1 4 60 30 31,4 188,4
2 5 91 42,8 47,65 200
3 5 115,5 50,75 60,5 214
4 5 136,9 55,8 71,66 231
+ Đối với trường hợp tạo biên dạng sóng sóng thấp xuống (R = 118 )
[Bảng 2.2]
Lần uốn a  l B(mm) P(N)
1 5 33,5 68 69 182,65
2 5 47,5 95 97,8 185
3 5 58,4 115,2 120,3 188
4 5 67,8 131,7 139,7 191

DUT-LRCC
Lực uốn không lớn lắm, nên để xác định momen và công suất quay trục, cần phải
tính đến trọng lượng của con lăn uốn.
Theo công thức Q = mg ( N )
m -Trọng lượng trục uốn và các con lăn lắp trên trục.
g - Gia tốc trọng trường.
Vì áp lực kim loại tác dụng lên trục nhỏ nên chọn sơ bộ các kích thước của trục:
Hình 3.1. Kích thước trục
D = 70mm ; d = 50 mm
l1 = 40mm ; l2 = 1300mm ; l3 = 160(mm )
Áp lực uốn uốn của kim loại tác dụng lên trục
P1 = p ( N )
(3.5)
p -Lực uốn từng phần sóng tole.
Áp lực tác dụng lên cổ trục uốn: R ( N )
Trục uốn trên: R = Q (N) (không tính đến áp lực kim loại )
Trục uốn dưới: R = Q + p1 ( N ) (3.6)
Ta đặt ký hiệu từ I , II ,..., XXI cho trục dẫn ( Trục dưới ) và từ I’
, II’
,..., XXI’
cho trục trên Trong quá trình uốn giữa hai trục thì chỉ có một trục tạo lực uốn uốn
sóng tole. Momen cần thiết để quay trục được tính:
M = Mms + Ml + Mc (N.mm) (3.7)
Trong đó:
+ Mms - Momen ma sát sinh ra tại cổ trục
Mms = R. f1.
2
d
(3.8)
R : Lực tác dụng lên cổ trục.
f : Hệ số ma sát của ổ đỡ trục f1 = 0,1
d : Đường kính ổ trục uốn d = 50mm.
+ Ml - Momen ma sát lăn giữa tole và con lăn
l1
l2
l3

DUT-LRCC
Ml= P1.f.
2
D
(3.9)
P1 : Áp lực kim loại tác dụng lên trục.
f : Hệ số ma sát . chọn f = 0,5
D : Đường kính con lăn.
+Mc - Momen uốn để làm biến dạng kim loại.
Mc = P1. t . L
(3.10)
P1: Áp lực kim loại tác dụng lên trục.
t : Hệ số tay đòn khi uốn hình đơn giản.
t = ( 0,45 - 0,5 ) Chọn t = 0,5
L : Chiều dài tiếp xúc của kim loại với con
lăn.
o
R
AB
L
180
.
. 



cos
R
a
R 

2

Suy ra:
R
a
R 
 arccos
2

Ta tính toán lần lượt cho từng trục ta lập được bảng tính lực và các mô men sinh ra
khi uốn.
[Bảng 3.3]

DUT-LRCC

DUT-LRCC
3.2.2. Tính công suất động cơ
Nhằm tăng hiệu suất truyền động, giảm công suất tiêu hao qua các bộ truyền
và tránh tập trung công suất lớn trên một trục; ta tiến hành tính toán công suất trên
các trục. Tiến hành bố trí bộ truyền trục vít - bánh vít trên các trục.
Công suất của các trục được tính theo công thức sau :
N = M. (kw)
(3.11)
M - Momen cần thiết để quay trục ( N.m)
 - Vận tốc góc của trục ( 1/s )
Công suất cần thiết : tr
N
N

 
(3.12)
 : Hiệu suất bộ truyền trục vít - bánh vít .
Tính toán công suất cho từng trục ta được:

DUT-LRCC

DUT-LRCC
Tổng công suất trên các trục: N= Ntr = 2,86 (kw)
Công suất cần thiết Nct :
2,86
0,8
ct
N
N

  = 3,575 (kw) (3.13)
 : Hiệu suất bộ truyền trục vít, bánh vít
Cần chọn công suất của động cơ dầu lớn hơn công suất cần thiết (Nct).
Ở đây khi tính toán ta lấy công suất động cơ bằng công suất cần thiết để dẫn động
máy uốn làm việc.
3.2.3. Tính lực dập cho hệ thống đầu dập:
Sau khi tạo sóng dọc thông qua các lô uốn sóng, để tạo sóng ngói thì phải tiến
hành dập theo một kích thước yêu cầu. Vậy quá trình tạo bậc ngói là bước quan
trọng thứ hai sau khi tạo sóng dọc.
Như đã chọn phương án tạo lực dập trên,ta chọn phương án tạo lực
dập bằng hệ thống Piston- xilanh.Yêu cầu đặt ra đối với đầu dập khi thực hiện dập
là tole tại vị trí dập không bị dát mỏng , lớp sơn mạ bảo vệ không bị phá hủy.
Quá trình dập tạo sóng ngói có thể xem gồm hai giai đoạn liên tục
sau đây :
2.2.3.1. Giai đoạn biến dạng đàn hồi:
Khi đầu dập bắt đầu tiếp xúc với tole cho đến trước điểm tới hạn (điểm chuyền
từ biến dạng đàn hồi sang biến dạng dẻo), ứng suất trong kim loại chưa vượt quá
giới hạn đàn hồi.
2.2.3.2. Giai đoạn biến dạng dẻo:
Đầu dập đi xuống làm cho ứng xuất dập tăng lên và nhỏ hơn giới hạn bền của
vật liệu, sao cho không xuất hiện các vết nứt trên tole.
Lực dập được xác dịnh:
Pd= 0,4.B.S. (3.14)
Trong đó : B - Chiều rộng tole dập; B=1200mm
S – Độ dày tole dập; S= 0,5mm
b - Giới hạn bền của vật liệu làm tô;
)
/
(
400 2
mm
N
b 

Vậy : Pd = 0,4.1200.0,5.400 = 96000 (N)
3.2.4. Tính lực cắt đứt tole:
Sau khi tạo sóng dọc và bậc ngói để có tole theo kích thước yêu cầu thì tiến
hành cắt đứt tole. Vậy cắt là nguyên công chia phân tấm ra thành nhiều mảnh nhỏ,
dải hẹp... cho đúng theo hình dáng kích thước yêu cầu.
Như đã chọn phương án cắt trên ta chọn hệ thống cắt bằng thuỷ lực với hai lưỡi
dao nghiêng với nhau một góc 1 20
vì độ dày phôi s < 2 mm.

DUT-LRCC
3.2.4.1. Quá trình cắt đứt vật liệu:
a) b) c)
Hình 3.2. Quá trình cắt đứt vật liệu
Quá trình cắt đứt trải qua 3 giai đoạn liên tục :
+ Giai đoạn biến dạng đàn hồi Từ khi dao cắt tiếp xúc với vật liệu cho
đến trước điểm tới hạn (điểm chuyển từ biến dạng đàn hồi sang biến dạng dẻo).
+ Giai đoạn biến dạng dẻo (b): Dao tiếp tục đi xuống làm cho ứng suất
lực cắt tăng lên. Vượt qua điểm tới hạn,kim loại biến dạng dẻo cho tới khi bắt đầu
xuất hiện các vết nứt . Quá trình này chính từ 0,2 - 0,5 chiều rộng kim loại.
+ Giai đoạn cắt đứt (c): Khi ứng suất lại cắt gần tới hạn bền các vết nứt
xuất hiện từ mép sắc của dao, tiến sâu vào vật liệu và làm đứt rời vật liệu.
Nếu vết nứt từ hai phía gặp nhau trên một đường thẳng thì mặt cắt sẽ phẳng,
không có bavia. Nếu lệch nhau thì sẽ tạo ra chất lượng mặt cắt xấu. Bởi vậy việc
khống chế, khe hở giữa hai lưỡi cắt và độ sắc cạnh của nó có ảnh hưởng rất lớn đến
chất lượng mặt cắt.
3.2.4.2. Tính lực cắt:
Lực tác dụng P của lưỡi cắt trên và lưỡi cắt dưới lệch nhau do có khe
hở z giửa hai lưỡi cắt, tạo nên một momen quay: M = P1.a
Hình 3.3. Dao cắt đứt tole
Thông thường a=(1,5 - 2 ) z

DUT-LRCC
Momen này có xu thế làm vật liệu quay đi một góc nhỏ trước khi bị cắt đứt. Hiện
tượng quay làm cho chất lượng bề mặt xấu đi ( mặt cắt không vuông góc với bề mặt
vật liệu ). Bởi vậy cần chống lại sự quay đó bằng cách thêm vào lực ép Q trên tấm
vật liệu.
Trường hợp dao cắt nghiêng góc . Lực cắt được xác định:
2
0,5. . .
c
c
S K
P
tg


 (3.15)
Với : S - Chiều dày vật liệu; S=0,5mm
K - Hệ số ảnh hưởng của dao mềm , vật liệu khó cắt; K=1,1-
1,3
c - Ứng suất cắt; (N/mm2
) c = ( 0,8 - 0,86 ) b
 - Góc nghiêng dao;  = 10
- 2 0
( S < 2mm )
Đối với vật liệu mỏng : Q = ( 0,3 - 0,4 )P
Phôi tấm của máy uốn tole có b  400 (N/mm2)
Chọn dao cắt nghiêng góc
 = 2 0
b = 400(N/mm2
)
K = 1,3 Z = 1,5(mm)
a = 2Z = 3 (mm) c = 0,85 b = 340 ( N/ mm2
)
 = 800
( góc cắt )  = 20
( góc sau )
Vậy:
2
0
0,5.0,5 .340.1,3
1582
2
c
P
tg
  ( N )
Lực ép lên tole: Q = 0,36. P = 0,36. 1582 = 570(N) (3.16)
3.2.5. Biên dạng dao:
Sau khi tiến hành tạo sóng dọc bậc ngói , rồi tiến hành cắt rời để tao
thành sản phẩm. Khi đó dao được đặt ở vị trí sau máy. Do vậy để cho sản phẩm
không bị cong, vênh, ta chọn biên dạng dao cắt phải trùng với biên dạng cuối cùng
của tole.
3.3- Tính toán thủy lực cho toàn bộ dây chuyền uốn
Thủy lực ngày càng được ứng dụng rộng rãi trong nghành công nghiệp chế
tạo máy. Phần lớn các máy đang sử dụng ở nước ta hiện nay đang sử dụng đều có
cơ cấu thủy lực thể tích . Nghành công nghiệp chế tạo máy ở nước ta cũng đã bắt
đầu chế tạo các hệ thống truyền dẫn thủy lực và các phần tử thông dụng của hệ
thống truyền dẫn này.
Truyền động thủy lực là một hệ thống truyền động dùng môi trường chất lỏng
(Các loại dầu) làm khâu trung gian để truyền. Truyền động được thực hiện bằng
cách cung cấp cho dầu một năng lượng dưới dạng thế năng. Sau đó biến đổi thế
năng của dầu thành động năng để thực hiện các chuyển động quay hoặc tịnh tiến.
Bất kỳ một hệ thống truyền động thủy lực nào cũng có hai phần chính là:

DUT-LRCC
- Cơ cấu biến đổi năng lượng ( Bơm , động cơ , xi lanh )
- Cơ cấu điều khiển , điều chỉnh ( câc loại van )
Ngoài ra còn có các thiết bị phụ khác để đảm bảo hệ thống làm việc. Phần lớn
các thiết bị cơ cấu trong truyền dẫn thủy lực đều được tiêu chuẩn hóa. Nên việc thiết
kế , tính toán và lựa chọn sao cho phù hợp vơi thiết kế trên.
3.3.1. Tính toán động cơ thủy lực
+ Như ta đã tính công suất cần thiết của động cơ là 3,575(kw),). Số vòng quay là
636,6 vòng /phút.
+ Momen cần thiết của động cơ :
6 6
ct
9,55.10 9,55.10 .3.575
56255.9( . )
636,6
N
M N mm
n
  
(3.17)
+ Lưu lượng riêng của động cơ là : qđ = 50(cm3
/vòng)
+ Lưu lượng của động cơ : Q = n.qđ = 636,6. 50= 31830 (cm3
/phút) (3.18)
+ Lưu lượng thực cần cung cấp cho động cơ là:
3
ct
31830
Q 45471,4( / ) 45,5( / )
0,7
Q
cm ph l ph

   
(3.19)
+ Công suất cần thiết của động cơ là:



7
,
0
4

N
Nct 5,7 (kw)
(3.20)
+ Áp suất làm việc của động cơ là:
8
,
53
5
,
45
612
.
4
612
.



Q
N
P (at) = 53,8.105
(N/m2
)
(3.21)
3.3.2. Tính toán xilanh truyền lực cho hệ thống đầu dập
Lựa chọn xilanh truyền lực,cũng như tính toán đường kính cần thiết kế của nó
phụ thuộc văo đặc điểm làm việc của máy, chủ yếu là phụ thuộc vào vận tốc của
piston và lực làm việc của piston.
Đường kính trong D của xi lanh cần lựa chọ phụ thuộc văo lực và áp suất làm
việc theo công thức:
2
.
P .
4
D
p


(3.22)

DUT-LRCC
Suy ra: D = 2
p
P

Trị số đường kính đều được tiêu chuẩn hóa và có thể dùng các trị số sau:
45 , 55 , 65 , 75 , 90 , 105 , 150...
+ Như đã tính toán ở trên ta có lực dập: Pd = 73120 (N) .
+ Chọn vận tốc đầu dập: V1 = 0,04 m/s = 2,4 (m/phut)
+ Ta sử dụng một xi lanh cho hệ thống đầu dập.
Chọn áp suất làm việc của piston là: P1 = 400(N/cm2
) = 4( N/mm2
)
Gọi đường kính của piston là D1
Pd
p F
1 1
A1
A2
d1
D1
Hình 3.4. Xilanh đầu dập
Ta có: 1
2
1
.
4
.
p
D
Pd


=> 05
,
149
4
.
14
,
3
73120
2
. 1
1 


p
P
D d

(mm)
Chọn xi lanh có đường kính trong D1 = 150 (mm)
 Diện tích làm việc của piston ở phía khoang piston.
5
,
17671
4
150
.
4
. 2
2
1
1 



 D
F (mm2
) (3.23)
 Lưu lượng làm việc của xilanh-piston là:
Q1 = F1 . V1 = 17671,5.10-3
.2,4 = 42,4 (l/ph)
(3.24)
Gọi dc1 là đường kính cần piston
Với P1 = 40at ( 15 - 50 ) ta có tỷ lệ 1
1
0,5
c
d
D


DUT-LRCC
Suy ra: dc1 = 0,5.D1=0,5.150=75 (mm)
 Vận tốc lùi của piston đầu dập :
1 2 2
.
Q A v

2
1 1
2
2
D d
A 

 
  
 
(3.25)
Suy ra:
   
6
1
2 2 2 6
1 1
4 4.42400.10
9,6
3,14 150 75 .10
Q
v
D d



  
 
(m/phút) = 0,16 (m/s)
 Công suất đầu dập:
2 d 1
73120.0,04
N P .V 3
1000
   (kw)
(3.26)
 Công suất cần thiết của bơm dầu cung cấp:
2
ct
N 3
N 4,3
0,7

   (kw)
(3.27)
3.3.3. Tính toán xilanh truyền lực cho hệ thống dao cắt
Việc truyền động cho hệ thống dao cắt cũng lấy dầu từ nguồn của bơm dầu
chung toàn hệ thống. Vì các bộ phận truyyền động không hoạt động không đồng
thời, lực cắt của dao không lớn lắm, do đó công suất của nó cũng bé.
Việc tính toán xi lanh cho dao cắt ta sử dụng hai xi lanh.
 Lực cắt : Pc = 1582 (N)
 Vận tốc cắt: V2 = 0,1( m/s) = 6 (m/phút)
 Chọn áp suất làm việc cho xi lanh là: P2 = 40 (N/cm2
) = 0,4(N/mm2
)
 Gọi đường kính trong của xi lanh là D2
Ta có:
2
2
c 2
P .
4
D
p


=> 71
4
,
0
.
14
,
3
1582
2
2
2
2 


p
P
D c

(mm)

DUT-LRCC
Hình 3.5. Xilanh dao cắt
Chọn xi lanh có đường kính trong là: D2= 75 (mm)
 Lưu lượng làm việc của xi lanh:
2 2
6
2
2 2 2 1
3,14.75
Q F . . .6.10
4 4
D
v v
 
   =26493,7.10-6
(m3
/phút)=
26,5(l/phút)
 Lực cắt thực của dao:
1767
4
10
.
75
.
14
,
3
10
.
4
4
.
6
2
5
2
2
2
2
2 




D
P
F
P
Pct

(N)
 Gọi dc2 là đường kính của cần piston:
Với P2 < 15 at thì tỷ lệ 35
,
0
3
,
0
2
2


D
dc
Chọn dc2 = 30mm
 Vận tốc lùi của dao:
 
7
,
16
30
75
.
14
,
3
10
.
7
,
26493
.
4
)
(
4
2
6
2
2
2
2
2 





c
l
d
D
Q
V

(m/phút)= 0,3 (m/s)
 Công suất dao cắt:
c c 2
1767.0,1
N P .V 0,177
1000
   (kw)
 Công suất cần thiết kế cho dao cắt:
 
3
0,177
0,25 kw
0,7
c
ct
N
N

  
3.3.4. Tính toán các thông số làm việc của bơm cung cấp cho toàn bộ hệ thống
thủy lực của máy
Các bộ phận thủy lực của dây chuyền không hoạt động đồng thời. Do vậy ta
cần chọn công suất cần thiết của bơm lớn hơn công suất cần thiết của động cơ dầu
(vì công suất của động cơ dầu lớn nhất ). Để đơn giản trong tính toán ta có thể bỏ
qua tổn thất thủy lực.
Nb > Ndc  chọn Nb = 6 kw

DUT-LRCC
 Lưu lượng bơm cũng phải lớn hơn lưu lượng cần thiết khi một trong ba cụm
hoạt động: Qb > Qct = Qdc
Chọn: qb = 25 ( cm3
/vòng)
nb = 2400 (vòng /phút )
 Lưu lượng của bơm là :
Qb = qb. Nb = 25. 2400 = 60000 (cm3
/phút) = 60 (l/phút) (3.28)
 Qb > Qdc = 45,47 (lít /phút )
 Áp suất làm việc của bơm:
)
/
(
10
.
2
,
61
2
,
61
60
6
.
612
.
612 2
5
m
N
at
Q
N
p
b
b
b 



(3.29)
Nên Pb > pdc=53,8.105
(N/m2
)
 Van tràn cần phải lựa chọn loại có lưu lượng lớn hơn lưu lượng yêu
cầu:45,47(l/phút)
Ống dẫn áp lực lớn thường dùng trong hệ thống thủy lực là ống đồng hoặc thép.
 Đường kính ống xác định theo công thức:
d 4,6
Q
v
 (mm) v : Vận tốc dầu trong ống
(3.30)
Q : Lưu lượng dầu .
- Vận tốc dầu trong ống thường dùng là:
Ống hút : V = 1,5  2 m/s
Ống đẩy : V = 3  5 m/s
- Lưu lượng qua ống Q = 45,47 (l/phút)
Vậy ta tính được đường kính trong của đường ống hút:
h
45,47
d 4,6 21,9
2
  (mm)
Chọn dh = 25 (mm)
Đường ống đẩy :
dd = 4,6 )
(
9
,
13
5
47
,
45
mm

Chọn dd = 15 (mm)

DUT-LRCC
3.4- Tính toán bộ truyền trục vít
3.4.1. Giới thiệu
Dây chuyền thiết kế có nhiều bộ truyền trục vít, bánh vít, để thuận tiện cho việc
bố trí các bộ truyền. Ta cần thiết kế bộ truyền trục vít đầu tiên với công suất lớn hơn
công suất cần thiết kế của trục uốn (công suất cần thiết kế của bánh vít ).
Dây chuyền uốn yêu cầu là uốn tole sóng ngói nên ta cần độ chính xác của các
sóng ngang để khi tole lợp lên không bị vênh. Có nhiều cách truyền động cho trục
uốn ( như xích ) nhưng ta chọn bộ truyền trục vít-bánh vít vì nó có những ưu điểm
đối với dây chuyền thiết kế :
- Có thể thay thế hướng truyền động .
- Tỷ số truyền lớn
- Truyền động êm, không tiếng ồn
- Có khả năng tự hãm.
- Khuôn hở kích thước tương đối nhỏ.
Nhưng cũng không tránh khỏi được những nhược điểm sau:
- Sử dụng vật liệu đắt tiền.
- Hiệu suất thấp.
Vì thế chỉ dùng cho các bộ truyền có công suất nhỏ.
Sơ đồ động :
Hình 3.6. Bộ truyền trục vít – bánh vít
3.4.2. Tính toán thiết kế
 Số liệu ban đầu:
Để thuận tiện cho việc chọn các bộ truyền tiếp theo ta thiết kế bộ truyền trục vít
đầu với công suất lớn hơn : Chọn : N2 =2,9 (kw) ;  = 0,8
N1 = N2 / =2,9/0,8 = 3,6 (kw)
(3.31)
n2 =31,83 (V/P)

DUT-LRCC
i = 20 ; Z1 = 2
Z2 = i. Z1 = 2 . 20 = 40
n1 = 31,83 .20 = 636,6 (v/phut)
Trong đó :
N1, n1, Z1 : Công suất , vòng quay và số mối ren của trục vít.
N2, n2 , Z2 : công suất , số vòng quay và số răng của bánh vít.
i : Tỷ số truyền của bộ truyền.
 : Hiệu suất của bộ truyền.
Bộ truyền khi cần thiết có thể quay ngược lại. Tải trọng thay đổi không đáng kể,
làm việc 5 năm , mỗi ca 7 giờ.
 Chọn vật liệu
- Chọn vật liệu làm bánh vít là đồng thanh nhôm sắt b PA 9-4 .
- Chọn vật liệu làm trục vít là thép 45 tôi bề mặt đạt được (45-50)HRC
- Các giá trị :
Bánh vít: bk =550 N/mm2
; ch = 170 N/mm2
Trục vít : bk = 600 N/mm2
; ch = 300 N/mm2
- Số chu kỳ làm việc (CT 4-4 T70 [9]) :
N = 60nT = 60.31,83.5.300.7 = 2.107
(3.32)
- Hệ số chu kỳ ứng suất:
917
,
0
10
.
2
10
10 8
7
7
8
7
'



td
N
N
K (CT 4-4 [9])
69
,
0
10
.
2
10
8
7
6
'
'


N
K
 Định ứng suất cho phép
- Ứng suất tiếp xúc cho phép:
tx= 0,8 bk .K’
N (3.33)
= 0,8 . 550 . 0,917= 403,48 (N/mm2
) (CT 4-3 [9])
- Ứng suất uốn cho phép:
u= ( 0,25ch + 0,08bk ) K’’
N (CT 4-6 [9])
(3.34)
= ( 0,25 .170 +0,08 .550).0,69= 60(N/mm2)
 Chọn số mối ren Z1 của trục vít. Tính số răng Z2 của bánh vít
- Số mối ren trục vít: Z1 = 2

DUT-LRCC
- Tỷ số truyền: i = 20
- Số răng bánh vít : Z2 = i Z1 = 2.20 = 40
 Chọn sơ bộ hệ số tải trọng và hiệu suất:
Ta có Z1 = 2 Chọn :  = 0,80
Chọn hệ số tải trọng K=1,1
 Định mođun m và hệ số đường kính q theo điều kiện bền tiếp xúc
Ta có:
 
2
6
2
3 3
2 2
.
1, 45.10
.
.
tx
K N
m q
Z n

 
  
 
 
(CT 4-6 [9]) (3.35)
6
2
3 3
1,45.10 1,1.2,9
( ) . 9,2
403,48.40 31,83
m q  
Theo Bảng 4-6 [9] thì:
Lấy m = 5 q = 10
Ta có : 8
,
10
3 
q
m
 Kiểm nghiệm vận tốc trượt , hiệu suất và hệ số tải trọng
- Vận tốc trượt Vt có phương theo đường tiếp tuyến của ren trục vít:
2
2
1
1
19100
.
q
Z
n
m
Vt 
 (m/s) (CT 4-11 [9])
(3.36)
2 2
5.636,6
2 10 1,7
19100
t
V    (m/s)
Vt đã phù hợp với vận tốc trượt dự đoán là  5 m/s khi chọn vật liệu.
- Hiệu suất  của bộ truyền trục vít trong trường hợp trục vít dẩn động:
 = ( 0,96 0,98) .
)
( '




tg
tg
(3.37)
Góc vít tra theo Bảng 4-7 [9]:  = 110
18’36’’ =11,310
Góc ma sát tương đương :  ’
= arctgf

 (3.38)
f = 0,035 =>  ’
= 20
(Bảng 4-8 [9])
Vậy  = (0,960,98) 81
,
0
)
31
,
11
2
(
31
,
11


tg
tg
 0,83
Hiệu suất  không sai lệch nhiều so với ban đầu.
- Tải trọng không thay đổi cho nhiều:
K = Ktt. Kd = 1. 1,1 = 1,1
(3.39)
- Vận tốc vòng V2 của bánh vít:

DUT-LRCC
2 2 2 2
2
. . . . . 3,14.5.40.31,83
V 0,3
60.1000 60.1000 60.1000
d n m Z n
 
    (m/s) (3.40)
Từ V2 = 0,3(m/s) < 2 (m/s)
Nên ta ta chọn cấp chính xác chế tạo bộ truyền là cấp 9.
 Kiểm nghiệm sức bền ưốn của ren bánh vít:
Kiểm nghiệm sức bền uốn sinh ra tại chân bánh vít theo công thức:
 u
u
n
q
y
Z
m
N
K

 

2
2
3
2
6
.
.
.
.
.
.
10
.
15
(CT 4-16 [9]) (341)
4
,
42
31
,
11
cos
40
cos 0
3
3
2




Z
Ztd (3.42)
Tra Bảng 3-18 [9] Ta được: y= 0,476 (Hệ số dạng răng)
Suy ra:
6
3
15.10 .1,1.2,9
58,2
5 .40.0,476.10.31,8
u
   (N/mm2
)
u =58,2 (N/mm2
)< u = 59,7 (N/mm2
)
Vậy bánh vít đủ bền.
Vì bánh răng làm việc bằng vật liệu có sức bền thấp hơn ren trục vít, nên ren
trục vít cũng thỏa mản điều kiện bền uốn trên.
 Kiểm nghiệm sức bền răng bánh vít khi chịu quá tải đột ngột
Khi bộ truyền trục vít làm việc quá tải với hệ số quá tải là Kqt cần kiểm
nghiệm ứng suất tiếp xúc và ứng suất uốn quá tải.
Ta có công thức : txqt = tx.  txqt
qt
K 
 (CT4-18 [9])
(3.43)
 uqt
qt
u
vqt K 

 
 .
(3.34)
Với : 58

u
 ,2 (N/mm2
)
2
2
3
2
2
.
.
1
512000
n
K
A
q
Z
q
Z
tx






 

 (3.35)
Mà :
 
3
3
2 2
3 3
2 2
512000 40 512000 1,1.2,9
1 1 .
40
10 31,83
.403,48
10
tx
Z KN
A
q Z q n

 
 
     
   
 
   
   
 
     
(3.36)
A 108
 (mm)
Vậy:
83
,
31
.
9
,
2
.
1
,
1
.
110
1
10
40
10
40
512000
3









 

tx
 =392,7 (N/mm2
)

DUT-LRCC
+ Ứng suất tiếp xúc cho phép khi quá tải
Đối với đồng thanh thiếc:
txqt = 4ch = 4. 170 = 680 (N/mm2
) (3.37)
+ Ứng suất uốn cho phép khi quá tải
uqt = 0,8 .ch = 0,8 . 170 = 136 ( N/mm2
)
(3.38)
Do đó :
txqt = tx. 3
,
1
.
7
,
392

qt
K = 442,7 (N/mm2
) < 680 (N/mm2
) (3.39)
4
,
75
3
,
1
.
58
. 

 qt
u
uqt K

 (N/mm2
) < 136 (N/mm2
)
So sánh ta có:  txqt
txqt 
  Điều kiện bền được thỏa mãn.
 Định các thông số hình học chủ yếu của bộ truyền
Theo bảng 4-3 (TKCTM) về quan hệ hình học chủ yếu của bộ truyền trục
vít ta tính được các thông số hình học của bộ truyền như sau :
+ Z1 : Số mối ren của trục vít . Z1 = 2 .
+ Z2 : Số ren bánh vít . Z2 = 40.
+ m : Mođun của bộ truyền m = 5 (mm)
+ q : Hệ số đường kính trục vít , q = 10.
+ t : Bước ren trục vít , t =  .m = 3,14 . 5 = 15,7 (mm)
+  : Góc progin ren của trục vít đo trong mặt cắt dọc = 200
+  : Góc dẩn của ren trục vít ,  = 110
18’
36’’
+ i : Tỷ số truyền của bộ truyền i = 20
+ dc1: Đường kính vòng chia trục vít , dc1 = q.m = 10. 5 = 50(mm)
+ dc2 : Đường kính vòng chia của bánh vít , dc2 = Z2. M = 40. 5 =200(mm)
+ f0 : Hệ số chiều cao răng f0 = 1.
+ C0 : Hệ số khe hở đường tâm C0 = 0,2
+ S : Bước xoắn ốc của ren trục vít , S = t.Z1 = 15. 7 .2 = 31,4 (mm).
+ De1 : Đường kính vòng đỉnh trục vít De1 = de1 + 2f0 m = 50 + 2. 1.5 = 60 (mm)
+ De2 : Đường kính vòng đỉnh bánh vít De2 = de2 + 2f0 m = 200 + 10 = 210 (mm)
+ Di1 : Đường kính vòng chân ren trục vít
Di1 = dc1 - 2f0 m - 2C0 m = 50 - 2.1.5 -2.0,2 .5 =38 (mm)
+ Dn : Đường kính ngòai cùng bánh vít
Dn  Dl2 + 1,5m = 210 + 1,5. 5 =217,5 (mm)
+ A : Khoảng cách trục A= 125
2
200
50
2
2
1



 c
c d
d
(mm)

DUT-LRCC
Pa2
P2
+ L : Chiều dài phần có ren của trục vít
L  (11 + 0,06 Z2 )m=(11 + 0,06 . 40 ) 5 = 67 (mm)
+ B : Chiều rộng của bánh vít
B  0,75 . De2 = 0,75 . 60 = 45 (mm)
 Tính lực tác dụng trong bộ truyền trục vít
Pr2
Hình 3.7. Sơ đồ lực trong bộ truyền trục vít
Khi truyền momen xoắn, ren trục vít và ren bánh vít chịu tác dụng của
lực pháp tuyến Pn và lực ma sát. Để thuận tiện cho việc tính toán trục và ổ có thể
phân tích lực trong bộ truyền gồm 3 thành phần:
+ Lực vòng P2 trên bánh vít có giá trị bằng lực dọc trục Pa1 tren trục vít :
P2 = Pa1 =
2
2
2
d
M
(CT4-23 [9]) (3.50)
+ Lực hướng tâm Pr1 trên trục vít có giá trị bằng lực hướng tâm Pr2 trên bánh vít:
Pr1 = Pr2 = P2.tg (CT4-25 [9]) (3.51)
+ Lực vòng P1 trên trục vít có giá trị bằng lực dọc trục Pa2 trên bánh vít:
P1 = Pa2 =
1
1
2
d
M
(CT4-24 [9]) (3.52)
Trong đó : M1 : Momen xoắn trên trục vít M1 = 60006(N.mm)
M2 : Momen xoắn trênbánh vít
M2= 870091
83
,
31
9
,
2
.
10
.
55
,
9
.
10
.
55
,
9 6
2
2
6


n
N
(N.mm)
d1 : Đường kính vòng chia của trục vít : d1 = 50 (mm)
P1
Pr1
Pa1

DUT-LRCC
d2 : Đường kính vòng chia của bánh vít : d2 = 200(mm)
 : Góc frofin ren của trục vít đo trong mặt phẳng cắt dọc 
= 20ọ
Vậy ta tính được :
P1= Pa2 =
1
1
2
d
M
= 2400
50
60006
.
2
 (N)
P2 = Pa1 = 8701
200
870091
.
2
2
2
2


d
M
(N)
Pr1 = Pr2 = P2tg20o
= 3167 (N)

DUT-LRCC
CHƯƠNG 4 : CHỌN VÀ NGHIỆM BỀN MỘT SỐ CHI TIẾT
VÀ CỤM CHI TIẾT
4.1 –Thiết kế trục uốn
4.1.1. Giới thiệu về trục uốn
a ) Vai trò của trục trong dây chuyền uốn:
Trong dây chuyền uốn thiết kế, bộ phận để dẫn động mang các lô uốn tạo biên
dạng sóng tole chính là trục uốn. Trục uốn là một bộ phận chủ yếu trong dây chuyền
uốn. Thông qua nó tác dụng lực làm biến dạng kim loại và hình thành các biên dạng
sóng tole như yêu cầu.
* Có hai phương án thiết kế trục uốn:
+ Dạng trục trơn với đường kính và chiều dài nhất định trên đó có các rãnh then
để lắp con lăn uốn. Các con lăn uốn được chế tạo riêng lẽ theo từng dạng tole, khi
lắp vào trục thông qua khe tạo thành khối mang biên dạng tole. Loại này rất thuận
lợi cho việc kiểm tra và chế tạo.
+ Dạng truc uốn có biên dạng sóng tole được trực tiếp chế tạo nên nó thành
khối. Nghĩa là trục và con lăn mang biên dạng tole có cùng khối. Loại này rất khó
khăn trong việc kiểm tra chế tạo và cũng như lắp ráp nó vào dây truyền.
Từ hai phương án giới thiệu trên đây, nên chọn phương án thứ nhất, với phương
án này trong dây truyền có hai loại trục:
- Cổ trục bằng nhau để lắp ổ trục. Trục này nằm trên là trục bị động.
- Loại trục dài để lắp bảng vít thông qua khớp nối trục này nằm dưới là trục
dẫn động.
b ) Kết cấu trục uốn
a) Trục chủ động
b) Trục bị động
Hình 4.1. Trục uốn

DUT-LRCC
Trong đó : dt - Đường kính chổ lắp con lăn uốn.
dc - Đường kính cổ lắp ổ lăn.
L - Phần chiều dài trục dùng lắp con lăn uốn.
l - Chiều dài dùng để lắp ổ
trục.
Chọn sơ bộ các kích thước trục như sau:
dt = 70mm; dc= 45mm
L = 1300mm ; l = 40 mm
l1 = 120mm
Số vòng quay : n = 31,83 (vòng/phút)
Công suất của trục uốn dài ta chọn trong bộ truyền: N = 2,9 (kw)
Momen xoắn
6 6
9,55.10 . 9,55.10 .2,9
870091
31,83
N
M x n
   (N.mm)
Thiết kế chung cho cả hệ thống trục dẫn ta thiết kế một trục trong số các trục đó.
Các trục còn lại chọn theo thông số của trục thiết kế.
Trục ta chọn để thiết kế là trục chịu áp lực và tải trọng lớn nhất.
4.1.2. Trình tự thiết kế
4.1.2.1. Chọn vật liệu:
Chọn vật liệu chế tạo trục là Thép CT51 có :
 b = 550 (N/mm2
)  ch = 280 N/mm2
4.1.2.2. Tính sức bền trục:
a ) Tính sơ bộ trục:
Ta có: 3 N
d C
n
 (mm) (CT 7-2 [9]) (5.1)
Trong đó: d - Đường kính sơ bộ trục (mm).
N - Công suất truyền (kw).
n - Số vòng quay trong 1 phút của trục (vong/phút)
C - Hệ số tính toán Chọn C = 150
Vậy:
2,9
3
150 67,5
31,83
d   (mm)
Chọn d = 70 (mm)
Đường kính trục tại chổ lắp ổ có thể lấy C=110.
Suy ra: 3
2,9
110 49,5
31,83
c
d   (mm)

DUT-LRCC
Chọn dc =50 mm
b ) Tính gần đúng trục:
Tính gần đúng trục có xét đến tác dụng đồng thời cả momen uốn và momen
xoắn đến sức bền của trục. Trị số momen xoắn đã biết,ta chỉ cần tìm trị số momen
uốn.
Qua các giá trị sơ bộ trên với dc=50 mm ta chọn ổ bi đỡ cỡ nhẹ cho các trục
trên và chọn ổ bi đở chặn.
Theo Bảng 17P [9] ta có chiều rộng ổ bi là : B=20 mm .
Đường kính ngoài của ổ là: D = 90 mm.
Theo cách bố trí các con lăn uốn trên trục nên lực tác dụng lên trục được quy về
giữa trục.
+ Lực tiếp tuyến: P2 = 8701 (N)
+ Lực hướng tâm: Pr2 = 3167 (N)
+ Tải trọng: P = 462,4 (N)
+ Lực dọc trục: Pa2 = 2400 (N)
+ Mô men xoắn: M2 =870091 (N.mm)
 Tính phản lực tại các gối trục:
+ Phản lực ở hai gối tại B và D do lực vòng P2(trong mặt phẳng xoz):
2 D
P .120 X .1340 0
x
B
m    

2
D
120. 120.8701
X 779,2
1340 1340
P
    (N)
XB = XD +P2 =779,2 +8701=9480,2 (N)
Do lực dọc trục Pa2 và lực hướng tâm Pr2 (trong mặt phẳng yoz):
2
.
1340
.
670
.
120
. 2
2
2
d
P
Y
P
P
m a
D
r
y
B 





.120 .670 100
2 2
Y 335,7( )
D 1340
P P P
r a N
 
 
Mặt khác: Pr2 -YB -B +YD =0
YB =Pr2 -B +YD =3167 -462,4 +335,7 =3040,3 (N)
 Biểu đồ momen:

DUT-LRCC
Hình 4.2. Biểu đồ mome trục
 Tính các giá trị mô men uốn tổng cộng ở các tiết diện nguy hiểm:
+ Ở tiết diện tại B:
2 2 2 2
1044120 140030 1053468
B ux uy
Mu M M
     (N.mm)
+ Ở tiết diện tại C:
2 2 2 2
C
Mu 522056 224919 568446
ux uy
M M
     (Nmm)
 Đường kính trục tại tiết diện nguy hiểm được tính:
 
3 4
0,1(1 )
Mtd
d
 


(mm) (CT 7-3 [9]) (5.2)
Trong đó : Mtđ - Momen tương đương (Nmm);
2 2
0, 75
M M M
u x
td   (5.3)
Mu,Mx - Momen uốn và xoắn ở tiết diện tính toán
0
0
d
d
   - Vì trục đặc nên  =0 (5.4)

DUT-LRCC
  - Ứng suất uốn cho phép.
Tra Bảng 7-2 [9] với thép CT5(CT51):   = 48 (N/mm2
)
+ Đường kính trục ở tiết diện tại B:
2 2
t
M 1053468 0,75.870091 1295218
đ    (N.mm).
Vậy:
 
3
0,1.
1295218
3
0,1.48
64,6
Mtd
d


 
B (mm).
Để đường kính trục ít lớn, giảm được khối lượng của máy và tiết kiệm được vật
liệu chế tạo trục. Ta chọn dB= 50 (mm), và dùng phương pháp tăng bền bề mặt tại
cổ trục uốn là tôi bằng dòng điện cao tầng với hệ số tăng bền là  = 1,6 Bảng 7-
5[9].
+ Đường kính trục ở tiết diện tại C :
2 2
t
M 568446 0,75.870091 943888
đ    N/mm.
 
3
3
C
943888
d 58,15
0,1 0,1.48
td
M

   (mm)
Chọn dC = 70 ( mm.). Đường kính tại chổ lắp các con lăn uốn.
b ) Kiểm nghiệm trục theo hệ số an toàn:
Sau khi đã xác định được kết cấu trục,khác với tính gần đúng và tính sơ bộ, ở
đây xét ảnh hưởng của một số yếu tố quan trọng đến sức bền mỏi của trục.
Hệ số an toàn được tính theo công thức :
 
n
n
n
n
n
n 


2
2
.




(5.5)
Trong đó :
* n : Hệ số an toàn xét riêng ứng suất pháp :
m
a
k
n










.
.
.
1


 (5.6)
* n : Hệ số an toàn xét riêng ứng suất tiếp:
m
a
k
n










.
.
.
1


 (5.7)
Trong các công thức trên :
+ -1, -1 : Giới hạn mỏi uốn và xoắn đối với chu kỳ đối xứng.
-1 = (0,4  0,5) b = 0,45. b = 247,5 (N/mm2
)

DUT-LRCC
-1 = (0,2  0,3) b = 0,25. b = 137,5 (N/mm2
)
+ a, a : Biên độ ứng suất pháp và ứng suất tiếp sinh ra trong tiết diện trục.
+ m, m : Trị số trung bình của ứng suất pháp và ứng suất tiếp.
Vì trục quay nên ứng suất pháp (uốn) thay đổi theo chu kỳ đối xứng
Ta có: max min
Mu
a
W
  
    (5.8)
Mu : Momen uốn ở tiết diện tính (Nmm)
W : Momen uốn uốn của tiết diện trục
W = 30200 (mm3
) Theo bảng (7 - 3b [9])
Suy ra:
1053468
34,8
30200
a
   (N/mm2
)
m = 0 (Ứng suất uốn thay đổi theo chu kỳ đối xứng)
Ứng suất xoắn thay đổi theo chu kỳ đối xứng:
max 2 0
Mx
a W
 
  ; Và 0

m
 : Trị số trung bình của ứng suất tiếp
W0 : Momen cản xoắn , chọn theo bảng 7 - 3b [9].
Wo = 63800 (mm3
) Mx =870091( N.mm)
Suy ra:
870091. 2
13, 6 /
63800
N mm
a
  
+  = 0,1 ;  = 0,05 : Trục làm bằng thép cacbon trung bình.
+  : Hệ số tăng bền bề mặt,chọn  = 1,6
+ ,  - Hệ số kích thước, xét ảnh hưởng của kích thước tiết diện trục đến
giới hạn mỏi, chọn theo Bảng (7 – 4[9]): , = 0,82 ;  = 0,7
Tỷ số: 02
,
2
82
,
0
66
,
1





k
; 9
,
1
7
,
0
3
,
1





k
(5.9)
+ K, K : Hệ số tập trung ứng suất thực tế khi uốn và khi xoắn
Theo Bảng 7-6 [9]: K, = 1,66 ; K = 1,3
Thay các trị số tìm được vào công thức tính 
n và 
n , ta có:
6
,
5
6
,
1
8
,
34
.
02
,
2
5
,
247



n ; 5
,
8
6
,
1
16
,
13
.
9
,
1
5
,
137



n
Vậy:
2 2
5,6.8,5
n 4,68 [ ]
5,6 8,5
n
  

Trị số [n] có thể chọn hợp lý theo công thức :[n] = n1.n2.n3 (5.10)
Trong đó :

DUT-LRCC
n1 : Hệ số xét đến mức độ quan trọng của chi tiết, Chọn n1 = 1,3
n2 : Hệ số xét đến độ chính xác khi xác định tải trọng và ứng suất,
Chọn n2 = 1,1
n3 : Hệ số xét đến ảnh hưởng của vật liệu, chọn n3 = 1,3
Vậy: [n] = 1,3 . 1,1 . 1,3 = 1,85
Suy ra n > [n]
Do đó ta chọn đường kính tại cổ trục là d = 50 mm
c ) Kiểm nghiệm trục khi quá tải đột ngột:
Khi quá tải đột ngột trục có thể bị gãy hoặc biến dạng dẻo quá lớn. Điều kiện
để đảm bảo trục làm việc bình thường:
2 2 [ ] 0,8
td ch
    
   (5.11)
Trong đó:
max
3
0,1
Mu
d
 
;
max
3
0,2
M x
d
 
(5.12)
Mumax : Momen uốn lớn nhất tại tiết diện nguy hiểm lúc quá tải.
Mxmax : Momen xoắn lớn nhất tại tiết diện nguy hiểm lúc quá tải.
ch : Giới hạn chảy của vật liệu làm trục, ch = 280 (N/mm2
)
)
/
(
28
,
84
50
.
1
,
0
1053468 2
3 mm
N



;
870091 2
34,8( / )
3
0,2.50
N mm
  
Suy ra:
2 2
84,28 3.(34,8) 103, 6
td
    (N/mm2
)
[] = 0,8 ch= 0,8 . 280 = 224 (N/mm2
)
So sánh : td < [] , Do đó điều kiện quá tải được thỏa mãn.
d ) Kiểm tra độ võng của trục uốn:
Hình 4.3. Biến dạng trục cán
Trên trục uốn của dây truyền uốn thiết kế do bố trí các con lăn uốn đối xứng
nhau, để đơn giản ta có thể xem tải trọng tác dụng lên trục P được đặt ở giữa trụ.

DUT-LRCC
Trục ta thiết kế 2 gối đỡ cách nhau 1 đoạn: L = 1340 (mm)
Trong chế tạo máy, những trục công dụng chung thì:
[y]  (0,0002 0,0003)L = (0,268  0,402 ) (mm) (5.13)
L : Khoảng cách giữa hai gối đỡ.
Độ võng của trục phải thoả mãn điều kiện: y  [y]
Mà : L
I
E
l
l
P
y
.
.
3
.
. 2
2
2
1
 (5.14)
Trong đó: L : Khoảng cách giữa hai gối đỡ L = 1340 mm
P : Lực tác dụng lên trục , P =462,4 (N)
l1 ,l 2 : Khoảng cách từ điểm đặt lực đến hai gối trục, l1 = l2 = 670 (mm)
E : Modun đàn hồi của vật liệu E = 2,15.107
(N/mm2
)
I : Momen quán tính
3 3
. 3,14.70
16837
64 64
d
I

   (mm3
) (5.15)
2 2
462,4.670 .670
0, 064( )
7
3.2,15.10 .16837.1340
y mm
 
Ta thấy: y < [y]
Vậy độ võng của trục được thoả mãn.
4.1.2.3. Tính chọn mối thép then:
Để cố định các chi tiết quay trên trục (bánh vít, con lăn uốn.... )ta dùng then.
Đây là trục uốn hình loại nhẹ, để khi lắp các con lăn uốn lên trục được thuận lợi và
dễ dàng trong việc gia công rãnh then trên trục. Do đó khi trục lắp nhiều con lăn
uốn thì ta gia công một rãnh then dài.
Dựa vào đường kính trục và chiều dài mayơ (lm) .Tra bảng 7 - 23 [9] ta chọn các
kích thước của then .Sau đó kiểm nghiệm lại sức bền lập và cắt của then. Do số
lượng trục uốn nhiều nên ta chỉ tìm và kiểm nghiệm cho 1 trục đã thiết kế các trục
còn lại tương tự.
Hình 4.4. Mối ghép then

THIẾT KẾ MÁY UỐN TOLE TẠO SÓNG NGÓI, NGUYỄN ĐÌNH HẢI.pdf

THIẾT KẾ MÁY UỐN TOLE TẠO SÓNG NGÓI, NGUYỄN ĐÌNH HẢI.pdf

Recommended

Recommended

More Related Content

Similar to THIẾT KẾ MÁY UỐN TOLE TẠO SÓNG NGÓI, NGUYỄN ĐÌNH HẢI.pdf

Similar to THIẾT KẾ MÁY UỐN TOLE TẠO SÓNG NGÓI, NGUYỄN ĐÌNH HẢI.pdf (20)

More from Man_Ebook

More from Man_Ebook (20)

Recently uploaded

Recently uploaded (18)

THIẾT KẾ MÁY UỐN TOLE TẠO SÓNG NGÓI, NGUYỄN ĐÌNH HẢI.pdf