Đồ án chế tạo mô hình máy uốn ống sử dụng con lăn để giảm ma sát

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT
THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
NGÀNH CƠNG NGHỆ KỸ THUẬT CƠ KHÍ

CHẾ TẠO MƠ HÌNH MÁY UỐN ỐNG
SỬ DỤNG CON LĂN ĐỂ GIẢM MA SÁT

GVHD: TS. TRẦN MINH THẾ UYÊN
SVTH: TRẦN NGUYỄN AN THUYÊN
TRẦN HUY PHI HẬU
LƯƠNG LÝ HẢI

SKL011247

Tp. Hồ Chí Minh, tháng 07/2023


TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP. HỒ CHÍ MINH
KHOA CƠ KHÍ CHẾ TẠO MÁY


BỘ MƠN CƠNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Đề tài: “CHẾ TẠO MƠ HÌNH MÁY UỐN ỐNG SỬ
DỤNG CON LĂN ĐỂ GIẢM MA SÁT ”
Giảng viên hướng dẫn:

TS. TRẦN MINH THẾ UYÊN

Sinh viên thực hiện:

TRẦN NGUYỄN AN THUYÊN

MSSV:

19144206

Sinh viên thực hiện:
MSSV:

TRẦN HUY PHI HẬU
19144118

Sinh viên thực hiện:
MSSV:
Lớp:
Khóa:

LƯƠNG LÝ HẢI
19151123
19144CL2B
2019 - 2023

Tp. Hồ Chí Minh, tháng 08/2023


TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP. HCM

KHOA CƠ KHÍ CHẾ TẠO MÁY

CỘNG HỒ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
Độc lập - Tự do – Hạnh phúc

NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Học kỳ II / năm học 2022 - 2023
Giảng viên hướng dẫn: TS. Trần Minh Thế Uyên
Sinh viên thực hiện:

Lương Lý Hải

MSSV: 19151123 Điện thoại: 0375816427

Sinh viên thực hiện:

Trần Nguyễn An Thuyên MSSV: 19144206 Điện thoại: 0982703152

Sinh viên thực hiện:

Trần Huy Phi Hậu

MSSV: 19144118 Điện thoại: 0972336406

1. Đề tài đồ án tốt nghiệp:
- Mã đề tài: 22223DT271
- Tên đề tài: Chế tạo mơ hình máy uốn ống sử dụng con lăn để giảm ma sát.
2. Các số liệu, tài liệu ban đầu:
Các thơng số cảm biến lực

Quy trình vận hành máy uốn ống
3. Nội dung chính của đồ án:
Nghiên cứu phương pháp tạo hình ống.
Nghiên cứu bản thiết kế máy.
Chế tạo các chi tiết phi tiêu chuẩn.
Lắp ráp và thử nghiệm.
4. Các sản phẩm dự kiến
Mơ hình máy uốn ống sử dụng con lăn để giảm ma sát.
Mẫu sản phẩm thử nghiệm.
5. Ngày giao đồ án: 15/03/2023
6. Ngày nộp đồ án: 15/07/2023
Tiếng Anh 

Tiếng Việt 

Trình bày bảo vệ: Tiếng Anh 

Tiếng Việt 

7. Ngơn ngữ trình bày: Bản báo cáo:

TRƯỞNG BỘ MÔN

GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN

(Ký, ghi rõ họ tên)

(Ký, ghi rõ họ tên)

 Được phép bảo vệ ……………………………………………

(GVHD ký, ghi rõ họ tên)

i


LỜI CAM KẾT
-

Tên đề tài: Chế tạo mơ hình máy uốn ống sử dụng con lăn để giảm ma sát.

-

GVHD: TS. Trần Minh Thế Uyên
Họ tên sinh viên: Lương Lý Hải
MSSV: 19151123

Lớp: 19144CL3B

Địa chỉ sinh viên:
Số điện thoại liên lạc: 0375816427
-

Email:

Họ tên sinh viên: Trần Nguyễn An Thuyên
MSSV: 19144206
Địa chỉ sinh viên:

Lớp: 19144CL2B

Số điện thoại liên lạc: 0982703152
-

-

Email:

Họ tên sinh viên: Trần Huy Phi Hậu
MSSV: 19144118
Địa chỉ sinh viên:
Số điện thoại liên lạc: 0972336406

Lớp: 19144CL2B
Email:

Ngày nộp khóa luận tốt nghiệp (ĐATN):
Lời cam kết: “Tôi xin cam đoan khóa luận tốt nghiệp (ĐATN) này là cơng trình do
chính tôi nghiên cứu và thực hiện. Tôi không sao chép từ bất kỳ một bài viết nào đã
được công bố mà khơng trích dẫn nguồn gốc. Nếu có bất kỳ một sự vi phạm nào, tơi
cin chịu hồn tồn trách nghiệm”.
Tp. Hồ Chí Minh, ngày….tháng….năm 2023
Ký tên

ii


LỜI CẢM ƠN
Qua những năm học tập tại trường chúng em đã học được nhiều kiến thức liên quan về
ngành học, ngành nghề mục tiêu sau này. Nhờ có những kiến thức này là nền tảng vững chắc
và sự giúp đỡ của thầy cơ bạn bè mà chúng em có thể hoàn thành mục tiêu cuối cùng của thời

sinh viên là Đồ án tốt nghiệp.
Đầu tiên chúng em xin gửi lời cảm ơn đến Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Tp.
HCM đã cung cấp những điều kiện vật chất thuận lợi cho chúng em học tập rèn luyện kiến
thức cho mục tiêu ngành nghề sau này. Chúng em xin gửi lời cảm ơn đến thầy Trần Minh
Thế Uyên là giáo viên hướng dẫn chính của chúng em. Nhờ Thầy đã cung cấp đề tài và hướng
dẫn tận tình mà chúng em mới hoàn thành đồ án thuận lợi. Ngoài ra chúng em xin cảm ơn
thầy Phạm Sơn Minh đã hỗ trợ nhiệt tình cho nhóm chúng em trong q trình thực hiện đồ
án. Cuối cùng xin cảm ơn tất cả những thầy cô bạn bè đã giúp đỡ, cùng nhau phát triển trong
khoản thời gian vừa qua để chúng em tích lũy thêm kiến thức, kinh nghiệm cho nghề nghiệp
sau này của mình.
Chúng em xin trân trọng cảm ơn.

iii


TĨM TẮT ĐỒ ÁN
Tên đề tài: Chế tạo mơ hình máy uốn ống sử dụng con lăn để giảm ma sát
Nội dung nghiên cứu:
- Nghiên cứu các phương pháp tạo hình ống.
- Nghiên cứu bản thiết kế máy đã có ở máy cũ.
- Nghiên cứu cơ cấu uốn ống theo cơ chế hexapod
- Thiết kế phần đầu máy uốn sử dụng con lăn giảm ma sát kết hợp với cơ cấu hexapod
- Chế tạo các chi tiết phi tiêu chuẩn.
- Lắp ráp
- Đánh giá kết quả, đưa ra giải pháp để cải tiến
Công dụng: Cụm chi tiết này sẽ là điểm uốn chịu lực với ống uốn khi máy hoạt động. Giúp
máy uốn vận hành trơn tru và giảm ma sát giữa ống và điểm uốn. Hạn chế những hư hỏng bề
mặt cho sản phẩm sau khi uốn.
Thành phần máy:
Máy gồm 3 bộ phận chính

-

Khung máy: được thiết kế bằng nhơm định hình với chiều dài 2,7m; rộng 1,3m; cao1,4
m. Khung máy sẽ được cố định bằng các ke góc vuông, bulong M8, con bọ trượt.

-

Phần đẩy ống: bao gồm động cơ, cơ cấu xích, bộ đẩy

-

Phần uốn ống: bao gồm đầu động cơ sáu chân chuyển động, cụm con lăn uốn ống

Cách thức hoạt động:
Khi máy hoạt động, động cơ sẽ truyền động qua cơ cấu xích. Sau đó truyền đến bộ đẩy
ống, bộ đẩy ống chuyển động sẽ đẩy ống uốn di chuyển từ từ ra phần đầu uốn. Ở phần đầu
uốn, các động cơ hoạt động 6 chân có khớp cầu sẽ làm dịch chuyển vị trí của tấm di động con
lăn. Ống uốn sẽ được uốn tùy theo phương dịch chuyển của tấm di động và được tiếp xúc ma
sát qua đầu uốn con lăn.
Kết quả đạt được:
Đầu máy uốn ống sử dụng cụm con lăn giảm ma sát gồm hai thiết kế theo cụm hai
con lăn và bốn con lăn
Ứng dụng nền tảng kiến thức các mơn học vào q trình thực hiện đồ án như chế
tạo máy, thiết kế máy, dung sai kỹ thuật đo,…
-

Ứng dụng các phần mềm thiết kế đã học trong quá trình thực hiện đồ án
iv

PROJECT SUMMARY
Project title: Making a model of a pipe bending machine using rollers to reduce friction
Research topic:
- Researching on tube forming methods.
- Study the machine design already in the old machine.
- Studying the pipe bending mechanism according to the hexapod mechanism
- The design of the bending machine head uses a friction reducing roller combined
with a hexapod mechanism - Fabrication of non-standard parts.
- Assemble
- Evaluate results, offer solutions for improvement
Uses: This assembly will be the bending point to bear the bending pipe when the
machine is in operation. Helps the bending machine operate smoothly and reduces the friction
between the pipe and the bending point. Limit the surface damage to the product after
bending.
Machine components:
The machine consists of 3 main parts
-

Machine frame: designed with aluminum profile with a length of 2.7m; 1.3m wide;
1.4 m high. The machine frame will be fixed by right angle kegs, M8 bolts, sliders.

-

Pipe pusher: including motor, chain mechanism, thruster

-

Pipe bending part: includes a moving six-foot motor head, pipe bending roller
assembly

How it works:
When the machine is running, the motor will drive through the chain mechanism. Then
transmitted to the tube pusher, the moving tube pusher will push the crimp tube to move
slowly out to the crimp head. At the bending end, the spherically articulated 6-foot-operated
motors move the position of the movable roller plate. The bending pipe will be bent according
to the movement of the moving plate and is made frictional contact through the roller bending
head.

v


Results:
- The tube induction machine head uses a friction-reducing roller assembly including
two designs in a two-roller assembly and a roller ball
-Apply the knowledge base of the subjects to the project implementation process such
as machine building, machine design, incorrect use of measurement techniques, etc.
-Application of design software learned during project implementation

vi


MỤC LỤC
LỜI CAM KẾT ........................................................................................................................ ii
LỜI CẢM ƠN .........................................................................................................................iii
TÓM TẮT ĐỒ ÁN ................................................................................................................. iv
PROJECT SUMMARY ........................................................................................................... v
MỤC LỤC ............................................................................................................................. vii
DANH MỤC SƠ ĐỒ, HÌNH VẼ ............................................................................................. x
DANH MỤC BẢNG BIỂU .................................................................................................. xiv
DANH MỤC NHỮNG TỪ VIẾT TẮT ................................................................................. xv

CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU ...................................................................................................... 1
1.1

Tính cấp thiết của đề tài ............................................................................................. 1

1.2

Ý nghĩa khoa học và thực tiễn .................................................................................... 1

1.3

Mục tiêu nghiên cứu của đề tài .................................................................................. 1

1.4

Đối tượng và phạm vi nghiên cứu .............................................................................. 2

1.5

Phương pháp nghiên cứu ............................................................................................ 2

CHƯƠNG 2. TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU ĐỀ TÀI ........................................................... 3
2.1

Giới thiệu .................................................................................................................... 3

2.2

Tình hình nghiên cứu đề tài........................................................................................ 3

2.2.1

Tình hình ngồi nước........................................................................................... 3

2.2.2

Tình hình trong nước: .......................................................................................... 4

CHƯƠNG 3: CƠ SỞ LÝ THUYẾT ........................................................................................ 5
3.1

Lịch sử phát triển máy uốn ống .................................................................................. 5

3.2

Vật liệu phôi uốn ........................................................................................................ 5

3.3

Các phương pháp tạo hình ống ................................................................................... 6

3.3.1

Trên các đồ gá...................................................................................................... 6

3.3.2

Uốn trên khn dập ............................................................................................. 7

3.3.3

Uốn ống sử dụng trục và con lăn ......................................................................... 8

3.4

Các biến dạng khi uốn ống ......................................................................................... 9

3.4.1

Khái niệm về biến dạng uốn ................................................................................ 9

3.4.2

Sai lệch về hình dạng và kích thước khi uốn ....................................................... 9

3.5

Các dạng máy uốn ống ............................................................................................. 11

3.5.1

Thiết bị uốn ống bằng tay .................................................................................. 11

3.5.2

Máy uốn ống bán tự động .................................................................................. 13
vii


3.5.3

Máy uốn ống CNC ............................................................................................. 14

CHƯƠNG 4. PHƯƠNG HƯỚNG VÀ CÁC GIẢI PHÁP .................................................... 15
4.1

Yêu cầu của đề tài .................................................................................................... 15

4.1.1

Kết cấu máy ban đầu ......................................................................................... 15

4.1.2

Yêu cầu thiết kế ................................................................................................. 21

4.2

Phương án thực hiện ................................................................................................. 21

4.2.1

Sử dụng cơ cấu cầu ............................................................................................ 21

4.2.2

Sử dụng bạc uốn ................................................................................................ 22

4.2.3

Sử dụng module uốn dạng ổ bi .......................................................................... 24

4.2.4

Sử dụng module uốn dạng con lăn .................................................................... 25

4.3

Lựa chọn phương án thiết kế .................................................................................... 26

CHƯƠNG 5. TÍNH TỐN, TIẾT KẾ .................................................................................. 30
5.1

u cầu kỹ thuật cho thiết kế ................................................................................... 30

5.2

Tính tốn, chọn các chi tiết 2 con lăn:...................................................................... 30

5.2.1

Tính tốn, chọn ổ lăn ......................................................................................... 30

5.2.2

Chọn lắp ghép ổ lăn ........................................................................................... 33

5.2.3

Thiết kế Tấm giữ vuông .................................................................................... 34

5.2.4

Thiết kế trục ....................................................................................................... 35

5.2.5

Thiết kế con lăn ................................................................................................. 36

5.3

Tính tốn, chọn các chi tiết 4 con lăn ....................................................................... 37

5.3.1

Tính tốn, chọn ổ lăn ......................................................................................... 37

5.3.2

Chọn lắp ghép ổ lăn ........................................................................................... 39

5.3.3

Tấm trên, tấm dưới: ........................................................................................... 41

5.3.4

Trục .................................................................................................................... 42

5.3.5

Thiết kế con lăn ................................................................................................. 42

5.3.6

Thiết kế tấm di đông lắp cụm con lăn ............................................................... 44

5.4

Tính tốn lực uốn ..................................................................................................... 44

5.5

Tính tốn lực ma sát: ................................................................................................ 47

5.6

Mơ phỏng kết cấu trục .............................................................................................. 48

5.6.1

Mô phỏng trục của kết cấu 4 con lăn ................................................................. 48

5.6.2

Mô phỏng trục của kết cấu 2 con lăn:................................................................ 51

CHƯƠNG 6. QUY TRÌNH CƠNG NGHỆ GIA CƠNG MỘT SỐ CHI TIẾT ..................... 54
6.1

Chi tiết tấm trên (cụm 4 con lăn).............................................................................. 54

6.1.1

Nghiên cứu phân tích chi tiết ............................................................................. 54
viii


6.1.2
6.2

Thiết kế trình tự gia cơng .................................................................................. 58

Chi tiết trục (cụm 4 con lăn)..................................................................................... 65

6.2.1

Nghiên cứu, phân tích chi tiết ............................................................................ 65

6.2.2

Thiết kế trình tự gia cơng .................................................................................. 67

6.3

Chi tiết con lăn (cụm 4 con lăn) ............................................................................... 69

6.3.1

Nghiên cứu phân tích chi tiết ............................................................................. 69

6.3.2

Thiết kế trình tự gia cơng .................................................................................. 71

6.4

Chi tiết tấm cố định hai con lăn................................................................................ 73

6.4.1

Nghiên cứu phân tích chi tiết ............................................................................. 73

6.4.2

Thiết kế trình tự gia công .................................................................................. 74

6.5

Chi tiết ống định hướng............................................................................................ 78

6.6

Tấm đẩy ống ............................................................................................................. 79

CHƯƠNG 7. LẮP RÁP VÀ THỬ NGHIỆM........................................................................ 81
7.1

Lắp ráp đầu uốn ........................................................................................................ 81

7.1.1

Lắp cụm 4 con lăn ............................................................................................. 81

7.1.2

Lắp cụm 2 con lăn ............................................................................................. 87

7.1.3

Lắp ráp cụm con lăn vào phần đầu máy ............................................................ 92

7.2

Thử nghiệm và đánh giá ........................................................................................... 97

7.2.1

Nguyên lý uốn ................................................................................................... 97

7.2.2

Kết quả uốn ........................................................................................................ 99

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ............................................................................................. 100
TÀI LIỆU THAM KHẢO ................................................................................................... 101
PHỤ LỤC............................................................................................................................. 102

ix

DANH MỤC SƠ ĐỒ, HÌNH VẼ
Hình 3.1 Uốn ống sử dụng đồ gá ............................................................................................. 6
Hình 3.2 Uốn kiểu chày uốn .................................................................................................... 7
Hình 3.3 Uốn trên khn dập................................................................................................... 7
Hình 3.4 Các biên dạng dập ..................................................................................................... 8
Hình 3.5 Uốn ống 3 trục .......................................................................................................... 8
Hình 3.6 Lỗi gợn sóng ống uốn ............................................................................................. 10
Hình 3.7 Ống uốn bị phẳng .................................................................................................... 11
Hình 3.8 Uốn ống bằng tay .................................................................................................... 11
Hình 3.9 Máy uốn ống bán tự động ....................................................................................... 13
Hình 3.10 Máy uốn ống CNC ................................................................................................ 14
Hình 4.1 Khung máy .............................................................................................................. 15
Hình 4.2 Nhơm định hình ...................................................................................................... 15
Hình 4.3 Bộ đẩy cũ ................................................................................................................ 16
Hình 4.4 Lỗ bậc...................................................................................................................... 16
Hình 4.5 Bộ đẩy mới .............................................................................................................. 17
Hình 4.6 Con đẩy ................................................................................................................... 17
Hình 4.7 Bộ đẩy ..................................................................................................................... 18
Hình 4.8 Tấm đẩy và ống định hướng ................................................................................... 18
Hình 4.9 Bộ điều khiển bên ngồi ......................................................................................... 19
Hình 4.10 Cơ cấu bên trong tủ ............................................................................................... 19
Hình 4.11 Đầu uốn ................................................................................................................. 20
Hình 4.12 Cơ cấu cầu ............................................................................................................. 21
Hình 4.13 Ảnh thực tế cơ cấu cầu .......................................................................................... 22
Hình 4.14 Ngun lí bạc uốn ................................................................................................. 23
Hình 4.15 Bạc uốn thực tế ..................................................................................................... 23
Hình 4.16 Thiết kế dạng ổ bi ................................................................................................. 24
Hình 4.17 Cấu trúc con lăn uốn ............................................................................................. 25
Hình 4.18 Các biên dạng con lăn uốn .................................................................................... 26

Hình 4.19 Kết cấu uốn con lăn .............................................................................................. 26
Hình 4.20 Kết cấu bộ uốn ...................................................................................................... 27
Hình 4.21 Cấu đầu uốn 2 con lăn........................................................................................... 28
Hình 4.22 Đầu uốn 2 con lăn thực tế ..................................................................................... 28
x


Hình 4.23 Cấu tạo đầu uốn 4 con lăn ..................................................................................... 29
Hình 4.24 Đầu uốn 4 con lăn thực tế ..................................................................................... 29
Hình 5.1 Lực tác dụng ........................................................................................................... 30
Hình 5.2 Biểu đồ lực .............................................................................................................. 31
Hình 5.3 Ổ lăn F&D .............................................................................................................. 32
Hình 5.4 Tải trọng .................................................................................................................. 33
Hình 5.5 Mối ghép ổ lăn ........................................................................................................ 34
Hình 5.6 Tấm giữ vng ........................................................................................................ 34
Hình 5.7 Thiết kế trục ............................................................................................................ 35
Hình 5.8 Lắp trục ................................................................................................................... 35
Hình 5.9 Thiết kế 3d con lăn .................................................................................................. 36
Hình 5.10 Lắp ghép con lăn ................................................................................................... 37
Hình 5.11 Sơ đồ lực ............................................................................................................... 38
Hình 5.12 Ổ lăn F&D............................................................................................................. 39
Hình 5.13 Tải trọng ................................................................................................................ 40
Hình 5.14 Mối ghép ổ lăn ...................................................................................................... 40
Hình 5.15 Tấm trên ................................................................................................................ 41
Hình 5.16 Trục ....................................................................................................................... 42
Hình 5.17 Thiết kế 3d con lăn ................................................................................................ 43
Hình 5.18 Lắp ghép con lăn ................................................................................................... 43
Hình 5.19 Tấm di động .......................................................................................................... 44
Hình 5.20 Mặt cắt ngang ống................................................................................................. 45
Hình 5.21 Lực uốn ................................................................................................................. 46

Hình 5.22 Động cơ ................................................................................................................. 46
Hình 5.23 Cụm 4 con lăn ....................................................................................................... 48
Hình 5.24 Phân tích lực chi tiết trục 10 .............................................................................. 49
Hình 5.25 Chia lưới chi tiết trục 10 .................................................................................... 49
Hình 5.26 Mơ phỏng ưng suất uốn của chi tiết trục 10 ...................................................... 50
Hình 5.27 Mơ phỏng ứng suất cắt của chi tiết trục 10 ....................................................... 50
Hình 5.28 Cụm 2 con lăn ....................................................................................................... 51
Hình 5.29 Phân tích lực chi tiết trục ...................................................................................... 51
Hình 5.30 Chia lưới chi tiết trục ............................................................................................ 52
Hình 5.31 Mơ phỏng ưng suất uốn của chi tiết ...................................................................... 52
Hình 5.32 Mô phỏng ứng suất cắt của chi tiết ....................................................................... 52
xi


Hình 6.1 Thiết kế 3d .............................................................................................................. 54
Hình 6.2 Ảnh sau gia cơng ..................................................................................................... 55
Hình 6.3 Ảnh đánh số bề mặt gia cơng .................................................................................. 57
Hình 6.4 Ngun cơng 1 ........................................................................................................ 58
Hình 6.5 Ngun cơng 2 ........................................................................................................ 59
Hình 6.6 Ngun cơng 3 ........................................................................................................ 61
Hình 6.7 Ngun cơng 4 ........................................................................................................ 62
Hình 6.8 Ngun cơng 5 ........................................................................................................ 63
Hình 6.9 Ngun cơng 6 ........................................................................................................ 64
Hình 6.10 Thiết kế trục .......................................................................................................... 65
Hình 6.11 Trục sau gia cơng .................................................................................................. 66
Hình 6.12 Sơ đồ gá đặt NC 1,2 .............................................................................................. 67
Hình 6.13 Sơ đồ gá đặt NC 3,4 .............................................................................................. 68
Hình 6.14 Thiết kế con lăn ..................................................................................................... 69
Hình 6.15 Con lăn sau gia cơng ............................................................................................. 69
Hình 6.16 Tiện ....................................................................................................................... 71

Hình 6.17 Khoan .................................................................................................................... 72
Hình 6.18 Thiết kế 3d ............................................................................................................ 73
Hình 6.19 Ảnh thực tế ............................................................................................................ 73
Hình 6.20 Phay hai mặt đáy ................................................................................................... 75
Hình 6.21 Phay mặt bên ......................................................................................................... 76
Hình 6.22 Khoan lỗ ................................................................................................................ 77
Hình 6.23 Phay rãnh .............................................................................................................. 78
Hình 6.24 Phay trên máy ....................................................................................................... 78
Hình 6.25 Bản vẽ tấm đẩy...................................................................................................... 79
Hình 6.26 Phay rãnh .............................................................................................................. 79
Hình 6.27 Khoan lỗ M4 ......................................................................................................... 80
Hình 7.1 Lắp ổ lăn ................................................................................................................. 82
Hình 7.2 Lắp trục và con đội ................................................................................................. 82
Hình 7.3 Lắp gối đỡ dưới ....................................................................................................... 83
Hình 7.4 Đặt con lăn vào gối đỡ ............................................................................................ 83
Hình 7.5 Sau khi đặt con lăn vào gối đỡ ................................................................................ 84
Hình 7.6 Lắp gối đỡ trên ........................................................................................................ 84
Hình 7.7 Lắp bulong chìm ..................................................................................................... 85
xii


Hình 7.8 Sau khi lắp bulong .................................................................................................. 85
Hình 7.9 Siết đai ốc ................................................................................................................ 86
Hình 7.10 Chân khớp cầu ...................................................................................................... 86
Hình 7.11 Lắp chân khớp cầu ................................................................................................ 87
Hình 7.12 Sáu chân sau khi lắp.............................................................................................. 87
Hình 7.13 Lắp ổ bi và con lăn ................................................................................................ 88
Hình 7.14 Đặt cụm con lăn vào gối đỡ .................................................................................. 89
Hình 7.15 Lắp gối đỡ 2 .......................................................................................................... 89
Hình 7.16 Đặt gối đỡ vào tấm di động................................................................................... 90

Hình 7.17 Bắt bulong ............................................................................................................. 90
Hình 7.18 Lắp chân khớp cầu ................................................................................................ 91
Hình 7.19 Sau khi lắp xong ................................................................................................... 91
Hình 7.20 Siết bulong khớp cầu ............................................................................................ 92
Hình 7.21 Cụm 2 con lăn sau khi lắp ..................................................................................... 93
Hình 7.22 Cụm 4 con lăn sau khi lắp ..................................................................................... 93
Hình 7.23 Lắp ống uốn .......................................................................................................... 94
Hình 7.24 Lắp thước quang ................................................................................................... 95
Hình 7.25 Bộ đọc thước quang .............................................................................................. 95
Hình 7.26 Lắp cơng tắc hành trình ........................................................................................ 96
Hình 7.27 Cơng tắc hành trình ............................................................................................... 96
Hình 7.28 Phân tích chuyển động ......................................................................................... 97
Hình 7.29 Thơng số điều khiển .............................................................................................. 98
Hình 7.30 Ống uốn ................................................................................................................. 98
Hình 7.31 Trục công xôn ....................................................................................................... 98

xiii


DANH MỤC BẢNG BIỂU
Bảng 5.1 số liệu chọn sơ bộ ổ bi 1 ......................................................................................... 31
Bảng 5.2 số liệu chọn sơ bộ ổ bi 2 ......................................................................................... 37
Bảng 6.1 thông số gia công tấm trên ..................................................................................... 57
Bảng 6.2 thông số gia công con lăn ....................................................................................... 71
Bảng 7.1 Bảng kê chi tiết cụm 4 con lăn ............................................................................... 81
Bảng 7.2 Bảng kê chi tiết cụm 4 con lăn ............................................................................... 88
Bảng 7.3 Kết quả uốn hai con lăn…………………………………………………………106
Bảng 7.4 Kết quả uốn bốn con lăn……………………………………………………...…106

xiv

DANH MỤC NHỮNG TỪ VIẾT TẮT
Rc: Bán kính cong của khối cầu (mm).
: Đường kính của khối cầu (mm).
: Delta: Chiều cao của khối cầu (mm).
: Đường kính của ống (mm).
NC: Numerical Control.
CNC: Computer Numerical Control

xv


CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU
1.1 Tính cấp thiết của đề tài
Hiện nay ống là một sản phẩm được sử dụng rất phổ biến trong cuộc sống quanh ta.
Từ những công dụng đơn giản như dùng làm cửa, ống nước, khung,… đến những cơng dụng
cao hơn như u cầu ống có hình dạng phức tạp trong các lĩnh vực công nghiệp như ống làm
ống thủy điện, đường ống nhà máy, làm cầu cống,…
Đối với nước ta đang trên đà phát triển ngành công nghiệp nặng lượng ống sử dụng
cho các ngành công nghiệp là tương đối lớn tuy nhiên lượng ống sản suất trong nước phần
lớn từ các loại máy uốn thủ cơng, bán tự động với khả năng tạo hình chưa linh hoạt và năng
suất thấp không đáp ứng được nhu cầu sử dụng trong nước.
Để có thể phát triển được trong thời gian sắp tới ngoài việc hợp tác và chuyển giao
cơng nghệ thì việc sáng tạo, cải tiến thiết bị rất quan trọng. Vì thế việc địi hỏi khả năng nắm
cơng nghệ và địi hỏi thời gian nghiên cứu là vấn đề cần thiết.
Việc nghiên cứu chế tạo máy uốn ống với công nghệ hiện đại sẽ giúp cho con người
tiết kiệm thời gian, sức lao dộng, góp phần nâng cao kinh tế và đảm bảo chất lượng an toàn
cho các sản phẩm ống uốn.
1.2 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn

Khoa học: đề tài này sẽ giúp công nghệ uốn ống được đa dạng hóa hơn trong cơng
nghiệp. Sản phẩm của đồ án có thể đóng góp về mặt công nghệ để phát minh ra nhiều công
nghệ uốn, phương pháp uốn đặc biệt hơn. Không những gỉam tiêu hao kinh phí, vật liệu mà
cịn mang lại an tồn sức khỏe cho người lao động.
Thực tiễn: đây là đề tài tốt, phù hợp với phạm vi nghiên cứu và học tập cho đối tượng
sinh viên. Gíup cho sinh viên có thêm kinh nghiệm, kiến thức về chế tạo máy, thiết kế động
cơ, xuất bản vẽ, gia công, lắp ráp.
1.3 Mục tiêu nghiên cứu của đề tài
Nghiên cứu công nghệ uốn ống hiện đại, từ đó liên hệ vận dụng vào đề tài nghiên cứu.
Nghiên cứu cơ cấu uốn ống sử dụng cơ cấu 6 chân hexapod để chế tạo module đầu uốn.
Chế tạo module uốn ống sử dụng con lăn để giảm ma sát cho ống uốn, hạn chế hư hỏng
và tăng thẩm mỹ cho ống. Sử dụng module để kết hợp vận hành với máy uốn.
Cụm chi tiết sau khi được chế tạo ra đảm bảo độ bền, dễ lắp ráp và sửa chữa, chi phí
đầu tư vừa phải.
1


1.4 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
Đối tương nghiên cứu: máy uốn ống, công nghệ uốn ống, vật liệu phơi uốn, phương
pháp tạo hình ống, cơ cấu hexapod.
Phạm vi nghiên cứu: Mơ hình máy chỉ ở mức hoạt động được trong phạm vi đồ án sinh
viên, chưa thể tham gia vào sản xuất. Các cơ sở và thiết bị phục vụ cho nghiên cứu do trường
cung cấp cho nhóm sinh viên thực hiện đề tài.
1.5 Phương pháp nghiên cứu
Phương pháp thu thập và tổng hợp tài liệu: Thu thập, phân tích và biên dịch tài liệu
liên quan tới kỹ thuật uốn ống bằng con lăn: đảm bảo tính đa dạng, đa chiều và tận dụng được
các kết quả của các nghiên cứu mới nhất, phù hợp với nội dung nghiên cứu của đề tài.
Phương pháp phân tích thực nghiệm: Phân tích trên các kết quả trong q trình thực
nghiệm, rút ra được các kinh nghiệm từ kết quả thất bại, từ đó lựa chọn được thiết kế kết cấu
phù hợp, tối ưu hóa được quy trình thu thập kết quả thí nghiệm.

Sử dụng phương pháp định lượng trong quá trình tính tốn, phân tích kết hợp với thực
nghiệm nhằm hồn thiện mơ hình nghiên cứu.

2


CHƯƠNG 2. TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU ĐỀ TÀI
2.1 Giới thiệu
Uốn là một quá trình tạo hình cho kim loại bằng cách áp lực để tạo hình cho phơi ra
những biên đường dạng cong, gấp khúc,… tại những vị trí hay bất kì bán kín ống nào mong
muốn.
Máy uốn ống là tên gọi của một thiết bị cũng như tên gọi của máy, máy đã được sáng
tạo ra nhằm mục đích uốn cong tại những vị trí hay bất kì bán kín ống nào mong muốn. Máy
uốn ống có nhiều loại máy khác nhau từ đơn giản dến phức tạp. Thông qua nhu cầu sử dụng
của ống mà ta có thể biên dạng cho ống để phù hợp với mục đích sử dụng.
Trong bối cảnh hiện nay có rất nhiều sản phẩm uốn khác nhau được làm từ những loại
vật liệu khác nhau nhưng vật liệu điển hình như: sắt, inox,… Ví dụ như: Máy uốn ống điện
thường sản xuất tay vịn cơng nghiệp, lồng cuộn ơ tơ,… . Ngồi ra cũng được sử dụng trong
ngành công nghiệp hàng không vũ trụ và ơ tơ.
2.2 Tình hình nghiên cứu đề tài
2.2.1 Tình hình ngồi nước
Ở nền cơng nghiệp phát triển ngày nay sử dụng rất nhiều loại máy uốn ống khác nhau,
từ uốn ống bằng tay, uốn ống bán tự động và uốn ống tự động hoàn toàn (uốn ống CNC).
Trong đó máy uốn ống CNC là máy uốn sử dụng công nghệ cao, đem lại hiệu quả rất tốt trong
sản xuất Hai loại máy uốn ống phổ biến là bằng thủy lực và bằng điện. Từ các loại máy uốn
CNC có giá rất cao, khoảng trên dưới 1 tỷ đồng đến các loại máy cơ cũng có giá vài trăm triệu
đồng cho thấy sự đa dạng của máy uốn.
Một số máy uốn tự động CNC do các công ty của Nhật Bản, Trung Quốc, Đài Loan
sản xuất rất hiện đại, tự động hồn tồn trongq trình tạo hình và uốn được những hình dáng
rất phức tạp. Máy được điều khiển tự động được hiển thị trên màn hình và được hoạt động

bằng thủy lực hoặc động cơ điện. Máy có thể uốn các loại máy uốn ống khác nhau với nhiều
góc uốn khác nhau. Có thể kế đến Prada Nargesa được thành lập 1970, ở Tây Ban Nha với
hơn 40 năm kinh nghiệm trong ngành sản xuất máy móc cơng nghiệp: Máy uốn phần, máy
uốn ống không trục gá, máy uốn xoắn cuộn,…Máy uốn và mặt cắt Nargesa với hai hoặc ba
con lăn, hệ thống thủy lực hoặc cơ khí là lý tưởng để thực hiện các loại cong uốn, đường cong
hình với biên dạng khác nhau bất kể vật liệu sử dụng nhơm , thép khơng gỉ,…Có thể cho ra
các biên dạng khác nhau như thanh phẳng hay uốn góc, uốn thanh đặc, ống xoắn ốc.
3


2.2.2 Tình hình trong nước:
Trong nước ta một số cơng ty sản xuất máy uốn ống kim loại nhưng vẫn chưa có cơng
ty nghiên cứu và chun sản xuất về máy uốn CNC. Vì thiết bị cịn hạn chế, khơng hiện đại,
năng suất thấp, chất lượng, thẫm mỹ không cao nên không đáp ứng được nhu cầu trong nước
cũng như cạnh tranh với nước ngồi. Tuy vậy vẫn có những sản phẩm máy uốn trong nước
chất lượng, đáp ứng một phần nhu cầu sử dụng.
Có thể kể đến sản phẩm máy uốn thủy lực NC được sáng chế bởi anh Nguyễn Mạnh
Lâm (Công ty TNHH SSA CropCare, P.Trảng Dài, TP.Biên Hòa) đạt năng suất và được ưa
dùng trên thị trường. Sáng chế của anh được giải cao tại Hội thi sáng tạo kỹ thuật Đồng Nai
năm 2021. Máy NC theo hướng tự động hóa, để có thể trở thành một bộ phận trong dây
chuyền sản xuất tự động hoàn toàn. Màn hình cảm ứng sử dụng hồn tồn là ngơn ngữ tiếng
Việt (phần mềm tiếng Việt do chính anh Lâm thiết kế) nên kể cả những người lao động phổ
thông cũng có thể sử dụng. Máy có hệ thống đếm sản phẩm làm được, thuận tiện cho quá
trình quản lý sản xuất. Máy uốn thủy lực 1 trục NC do anh thiết kế có thể cạnh tranh được với
2 dịng máy CNC và cơ ở cả phương diện giá lẫn năng suất. Giá thành sản phẩm thấp hơn 5
lần so với các loại máy uốn cơ, 3 lần so với máy uốn CNC. Máy uốn ống NC có thể đạt năng
suất cao trong sản xuất.

4

CHƯƠNG 3: CƠ SỞ LÝ THUYẾT
3.1 Lịch sử phát triển máy uốn ống
Máy uốn ống là một sản phẩm đặc trưng trong ngành cơ khí dùng để tạo hình cho các
sản phẩm nhằm phục vụ cho các mục đích sử dụng khác nhau. Nó được được sử dụng nhiều
vào việc giảm thiểu sức lao động của con người và góp phần tăng năng suất làm việc trong
quá trình làm ra sản phẩm.
Máy uốn có nhiều loại và được dùng phổ biến ở nhiều nước trên thế giới trong đó có
cả Việt Nam chúng ta.
Máy uốn ống có nhiều loại, hiện nay có các loại phổ biết như máy uốn ống bằng thủy
lực, máy uốn ống bằng điện, máy uốn ống bằng điện thủy lực….
Trong thời buổi hiện nay, máy uốn ống là thiết bị xuất hiện phổ biến trong các công
ty, nhà máy, xưởng,… Nguyên nhân là do:
Các loại ống cần uốn sẽ thường làm từ kim loại, kích thước lớn, độ cứng cao thơng
thường khó có thể tạo ra. Nếu sử dụng sức người lao động thì sẽ kém an toàn, mất rất nhiều
thời gian nhưngsản phẩm làm ra có nhiều phế phẩm khiến cho chi phí sản xuất cao thậm chí
sản làm ra cũng khơng đảm bảo thành phẩm cho ra đạt yêu cầu, bị hư hại hay móp méo.
Khi sử dụng máy uốn ống thì sẽ có rất nhiều khuôn uốn tùy vào loại khuôn uốn khác
nhau thì sẽ cho sản phẩm khác nhau nên thành phẩm cho đa dạng về hình dạng và thành phẩm
đường cong uốn đạt u cầu, có tính mềm mại, uốn lượn đẹp mắt.
3.2 Vật liệu phôi uốn
Trên thị trường ngày nay có nhiều loại phơi uốn như: thanh rỗng, thanh đặc, thép hộp,
ống đặc ống cán.
Có thể thấy, phần lớn các kim loại phổ biến đều có thể uốn nếu chúng đảm bảo được
độ bền theo yêu cầu để đạt được góc và bán kính mong muốn trước khi đạt ngưỡng chịu đựng
của loại vật liệu. Vật liệu thông thường được sử dụng đẻ tạo hình có thể kể đến như thép
cacbon thấp và thép không gỉ, nhôm, đồng và đồng thau. Một số phương pháp tạo hình đơn
giản có thể được dùng đối với Titan, hợp kim của đồng và niken. Các dụng cụ và kỹ thuật
uốn đặc biệt cho phép uốn một vài kim loại được gọi là exotic và vật liệu chịu lửa.
Để chọn vật liệu uốn ta nên chọn những loại vật liệu có tính cơ học phù hợp với nhu

cầu sử dụng ngồi ra cịn quan tâm đến kinh tế, độ phổ biến vật liệu và khả năng hoạt động
của máy.
5


Một số vật liệu uốn phổ biến trong đời sống: thép cán nóng, thép tấm chế tạo cacbon,
thép hợp kim, thép khơng gỉ, thép ống đúc tiêu chuẩn, thép hình, nhôm tấm, sắt, đồng hợp
kim, Inox. Đây là những vật liệu phổ biến trên thị trường dễ đang tìm hiều và phù hợp với
mục đích yêu cầu sử dụng.
3.3 Các phương pháp tạo hình ống
3.3.1 Trên các đồ gá
Phương pháp này sử dụng các chi tiết của đồ gá và con lăn uốn hoặc puly theo biên
dạng bề mặt theo đường kính ngồi của ống. Qua đó ống được đỡ và tránh cho tiết diện bị
biến dạng cũng như có nếp gấp trong khi uốn. Đường kính trong của con lăn đỡ đúng theo
đường kính uốn được u cẩu.

Hình 3.1 Uốn ống sử dụng đồ gá
Uốn trên đồ gá kiểu ép đùn có thể nói là phương pháp đơn giản nhất và cũng là phương
pháp phổ biến nhất. Ưu điểm của phương pháp này là ít tốn kém nên nhiều người thường làm.
Ống uốn được cố định vào hai điểm cố định để bộ phận uốn sẽ chuyển động về giữa trục và
sẵn sàng uốn. Có một nhược điểm là phương pháp này sẽ gây ra biên dạng ở mặt trong lẫn
ngoài của ống và biến dạng ovan. Phương pháp này phù hợp để uốn các ống dùng để lòn dây
dẫn điện hoặc các ống vỏ.
Uốn kiểu chày uốn là phương pháp có mức độ hư hỏng và biến dạng của sản phẩm nhỏ
nhất có thể xảy ra. Ống uốn sẽ trong quá trình uốn sẽ được hạn chế biến dạng bằng chày uốn.
Tiếp đó ống sẽ thơng qua puly để tạo hình và cố định. Phương pháp này phù hợp để uốn các
sản phẩm như ống nước, ống tuabin, ống dẫn,...các loại ống trong ngành thủy lực. Cách uốn
này áp dụng cho các dạng ống yêu cầu hạn chế biến dạng lớn.
6

Hình 3.2 Uốn kiểu chày uốn
3.3.2 Uốn trên khn dập
Một phần ống được giữ chặt bởi bệ trên và bệ dưới của khn dập. Bệ dập uốn phần
tấm cịn lại dọc theo thanh uốn gấp. Đối với phương pháp này cơng cụ cắt phải được thay thế
khi bán kính uốn hoặc góc uốn thay đổi.

Hình 3.3 Uốn trên khn dập

7


Hình 3.4 Các biên dạng dập
3.3.3 Uốn ống sử dụng trục và con lăn
Cách uốn này sử dụng các trục lăn. Ống uốn được đặt giữa ba trục lăn, khi đó có 2
trục sẽ lăn 2 bên chuyển động và 1 trục giữ nén ống.

Hình 3.5 Uốn ống 3 trục
8