Nghiên cứu tính toán và thiết kế máy uốn ống thủy lực có dải ống Ø15 đến Ø 50

Đồ án tốt nghiệp

KTHK - K51

LỜI NÓI ĐẦU
Đất nước ta đang trong q trình cơng nghiệp hóa hiện đại hóa, các ngành
công nghiệp mũi nhọn đang được sự quan tâm rất lớn của Đảng và Nhà Nước
như: Cơng nghiệp hóa chất, cơ khí, luyện kim, dệt may, vận tải, điện, hang tiêu
dung… đã và đang đạt được nhiều kết quả đáng khích lệ, góp phần cải thiện
mức sống của nhân dân, tạo công ăn việc làm cho hàng vạn lao động mỗi năm.
Một trong những đang được sự quan tâm rất lớn, bộ xương sống của cả hệ
thống công nghiệp của quốc gia, đó là ngành cơ khí nói chung và chế tạo máy
nói riêng. Từ khi thành lập đến nay, trải qua thời kì phục vụ cho cơng cuộc
kháng chiến kiến quốc, hay trải qua thời kì sản xuất bao cấp trong hệ thống các
công ty của nhà nước, hiện nay đa số các công ty nhà máy đã được cổ phần hóa,
được sự đầu tư của nước ngồi, đó là sự thay đổi để phù hợp với yêu cầu hiện
nay. Đất nước ta đã mở cửa kinh tế được hơn 20 năm, mở của là cơ hội lớn cho
các doanh nghiệp nhưng cũng là thách thức lớn khi phải cạnh tranh với các đối
thủ nước ngoài, phải tuân thủ các điều khoản nghiêm ngặt về chất lượng, về tiêu
chuẩn sản phẩm. Vì vậy cần phải tự động hóa hệ thống cơng nghiệp, đặt biệt là
ngành cơ khí càn phải được đầu tư về phương tiện sản xuất hiện đại, đầu tư về
nguồn lực trí tuệ-chất xám.
Hiện nay, phần lớn máy móc cơng cụ đều được nhập khẩu từ nước ngồi,
vì vậy giá thành cao, chi phí đào tạo cao, việc vận hành sửa chữa cũng cần phải
qua bước chuyển giao tốn kém. Vì vậy việc nội địa hóa máy móc cơng cụ vật tự
sản xuất là u cầu tất yếu và là nền tảng cho một ngành công nghiệp bền vững
đủ sức cạnh tranh với các đối thủ nước ngồi.
Trong ngành cơ khí, vật tư dạng ống uốn chiếm tỷ lệ rất cao, theo tư liệu
của các nhà chế tạo máy cơng nghiệp thì trong một dự án chế tạo một thiết bị
dây chuyền thì cần ít nhất 20 chủng loại ống khác nhau mỗi chủng loại có
Máy uốn ống thủy lực

1


Đồ án tốt nghiệp

KTHK - K51

khoảng 4000 chi tiết cần uốn với các bán kính cong và góc uốn khác nhau, vì
vậy các cơ sở sản xuất hàng loạt nên sử dụng các loại máy uốn ống tự động.Các
loại máy này cần hoạt động chính xác, lực uốn lớn, chính vì thế cần phải áp
dụng hệ thống điều khiển tự động, và hệ thống thủy lực.. Để hiểu thêm về máy
móc thiết bị cũng như nắm vững các nguyên lý thiết kế, chính vì vậy mà Nhà
trường, Khoa giao cho em thực hiện đề tài: “Nghiên cứu tính tốn và thiết kế
máy uốn ống thủy lực có dải ống Ø15 đến Ø 50”. Hiện nay các loại máy này có
độ chính xác và năng suất cao chủ yếu là ở nước ngồi. Mục đích của việc
nghiên cứu đề tài là thiết kế được máy có chất lượng, năng suất cao nhưng giá
thành thấp phục vụ trong nước và có thể xuất khẩu ra nước ngoài.
Tuy nhiên do yêu cầu về thời gian hạn hẹp, kiến thức còn nhiều hạn
chế, việc tìm tài liệu về máy uốn là rất khó khăn nên việc nghiên cứu đề tài chắc
chắn còn nhiều thiếu sót. Vì vậy rất mong được sự đóng góp ý kiến của thầy, cô
cùng các bạn để đề tài được hoàn thiện hơn.
Qua đề tài này em xin chân thành cảm ơn Thầy TS.Lê Xuân Trường
cùng các thầy, cô, cùng các bạn đã giúp đỡ trong thời gian vừa qua để em hồn
thành tốt đề tài của mình.
Hà nội, ngày ….. tháng ….. năm 2011
Sinh viên thực hiện
Nguyễn Ngọc Linh

Máy uốn ống thủy lực

2


Đồ án tốt nghiệp

KTHK - K51

CHƯƠNG 1 : TỔNG QU N V

U N

NG PHỔ I N

HI N N
1.1. Ứn

ụn

ủ

sản

t

n tr n

ờ s n

Từ xa xưa, vật liệu kim loại là nền tảng của nền văn minh nhân loại, từ khi

con người biết sử dụng đồ đồng, đồ sắt thì tổ tiên chúng ta đã có những giai
đoạn phát triển nhanh chóng, tạo nền tảng khoa khọc kĩ thuật phát triển, có
những bước đột phá mới. Ngày nay sắt, thép là một loại vật liệu gắn liền với
cuộc sống con người, chúng ta có thể dễ dàng tìm thấy chúng khắp mọi nơi, trên
các thiết bị của ô tô, xe máy, tàu thủy, nhà cửa hay đồ dùng gia đình …
Trong lĩnh vực xây dựng dân dụng và công nghiệp, từ những năm 90 trở
lại đây việc sử dụng các kết cấu trong trình bằng thép đã có những tiến bộ nhanh
chóng vượt bậc. Nhiều cơng trình xây dựng nhà xưởng, nhà thi đấu, hội trường,
các dàn khoan dầu khí,…đã ứng dụng thành công các sản phẩm kết cấu thép.
Nhận thức rõ ý nghĩa và tầm quan trọng của sắt thép trong xây dựng, cơng
nghiệp vì vậy hiện nay Bộ Giao Thông Vận Tải chỉ đạo một mặt nghiên cứu kết
cấu thép đồng thời phải thường xuyên học hỏi cập nhật công nghê tiên tiến của
các nước phát triển.
Để sử dụng cho những mục đích đó, thép hình và đặc biệt là thép ống được
sử dụng rộng rãi trong các ngành cơng nghiệp và trong xây dựng trang trí nội
thất với rất nhiều chủng loại ống khác nhau có đường kính cũng như vật liệu làm
ống rất đa dạng.
Ở nước ta thép ống cũng được sử dụng rất nhiều không chỉ riêng trong
cơng nghiệp mà trong trang trí nội thất, xây dựng cũng được sử dụng rộng rãi.
Máy uốn ống thủy lực

3


Đồ án tốt nghiệp

KTHK - K51

Theo thống kê của ngành cơng nghiệp ơ tơ chỉ riêng hãng Toyota thì một loại
ống dẫn nước làm mát cho động cơ với hình dạng gồm 3 chỗ uốn với 3 bán kính

cong khác nhau thì theo đơn đặt hàng cũng đã đến 10.000 sản phẩm/năm. Như
vậy từ số liệu trên cho ta thấy ở Việt Nam hiện nay nhu cầu sử dụng thép ống là
rất lớn. Nếu lấy trung bình thì cả nước ta cần tối thiểu là 90.000sp/năm, cho 9
công ty lớn lắp ráp và sản xuất ô tô tại Việt Nam như Izuzu, Ford, Misubisi,
Honda,... Những số liệu này cũng cho ta thấy chỉ có một loại ống mà cần tới số
lượng ống đáng kể như trên thì trong cả một chiếc ơ tơ có rất nhiều loại ống với
hình dạng và kích thước khác nhau, chưa kể đến các ngành giao thông khác như
xe gắn máy hay tàu hỏa, tàu thủy … thì lượng ống cung cấp cho các cơng ty này
lớn đến mức nào, tuy nhiên hiện nay theo thống kê của Bộ xây dựng thì các loại
ống này chủ yếu là nhập khẩu.
Theo tư liệu của các nhà chế tạo máy cơng nghiệp thì trong một dự án chế
tạo một thiết bị dây chuyền thì cần ít nhất 20 chủng loại ống khác nhau mỗi
chủng loại có khoảng 4000 chi tiết cần uốn với các bán kính cong và góc uốn
khác nhau. Nếu đem ra nước ngồi gia cơng cũng như đầu tư máy uốn hiện đại
thì chi phí đầu tư lớn, trong khi các nhà thiết kế sử dụng các máy móc sẵn có
trên thị trường làm sản phẩm có độ chính xác rất thấp, chất lượng sản phẩm
kém, khơng có thẩm mỹ vì vậy cho nên hầu hết vốn đầu tư cho các dự án này
thuộc về các cơng ty nước ngồi do họ có chất lượng tốt hơn trong nước.
Theo thống kê của ngành xây dựng trang trí nội thất, thiết bị phục vụ xây
dựng thì nhu cầu uốn ống là rất lớn. Hiện nay với nhu cầu đang phát triển về xây
dựng nhà, xây dựng cầu hay các cơng trình khác nhau có tới hơn 100.000 chủng
loại thép định hình, ống, dẹt, … được uốn theo nhiều kiểu hoa văn đa dạng,
phong phú và số lượng ống này thay đổi từng ngày mà ta không thể thống kê hết
được.

Máy uốn ống thủy lực

4

Đồ án tốt nghiệp

KTHK - K51

Hình 1.1.1, 1.1.2, 1.1.3 là một minh họa về việc sử dụng thép ống trong xây
dựng dân dụng, nội thất.

H n 1.1.1:

Máy uốn ống thủy lực

p ốn

c d n tron x y dựn d n d n

5


Đồ án tốt nghiệp

KTHK - K51

H n 1.1.2:

p ốn

H n 1.1.3:

Máy uốn ống thủy lực

c s d n l m cầu

p ốn d n tron nội t ất

6

n


Đồ án tốt nghiệp

KTHK - K51

1.2. Tình hình sử dụng máy u n ng trên thế giới và ở Việt Nam
1.2.1. Tình hình sử dụng máy uốn ống trên thế giới
Hiện nay trên thế giới, thép ống được sử dụng rất rộng rãi trong hầu hết
các ngành từ công nghiệp, xây dựng, trang trí nội thất với rất nhiều chủng loại
ống khác nhau có đường kính cũng như vật liệu làm ống rất đa dạng, vì vậy việc
chế tạo máy uốn phù hợp với nhu cầu là rất cần thiết. Các chủng loại máy uốn
ống khá đa dạng từ bằng tay, đến động cơ rồi đến NC hay CNC với khả năng có
thể uốn ống với nhiều bán kính khác nhau với độ chính xác và năng suất rất cao.
Hình 1.2.1 là một máy uốn ống bằng tay hoàn toàn, cơ cấu máy nhỏ gọn,
phù hợp với các xưởng gia cơng nhỏ, các cơ sở gia đình, mỹ nghệ… nhưng loại
máy này chỉ uốn được các loại ống nhỏ, đơn giản, chi phí sản xuất ống cao, địi
hỏi tay nghề cao của thợ làm việc.

Hình 1.2.1: Máy uốn ốn

o n to n bằn tay v các loại ốn có t ể ia cơn

Hình 1.2.2 là một máy uốn ống bán tự động NC dùng để uốn ống có độ
chính xác cao, kích thước ống tương đối lớn máy được sử dụng động cơ thủy lực
Máy uốn ống thủy lực

7


Đồ án tốt nghiệp

KTHK - K51

vì vậy tạo ra lực uốn tác dụng lên ống đồng đều ít sinh ra khuyết tật trong khi
uốn. việc điều kiển máy tương đối đơn giản sử dụng bằng bàn đạp chân. Máy
uốn này có sử dụng đầu phân độ vì vậy ống được xoay theo các dạng khác nhau
để uốn những ống có nhiều đoạn cong với bán kính cong đa dạng.

H n 1.2.2 Máy uốn ốn s d n

ộn c t ủy lực

Máy uốn ống, ống tuýt tròn bán tự động sử dụng động cơ điện, điều khiển
bằng bàn đạp chân hay nút điều khiển cho phép bạn uốn cong đến 1900, máy sử
dụng puli và cử chắn dưới giúp cho ống uốn khơng bị bẹp, đạt độ chính xác cao.
Máy có thiết kế thêm bộ phận tay dẫn ống phía sau giúp cho phần không uốn
cong không bị biến dạng. Tay uốn của máy có cữ chắn linh hoạt giúp cho việc
điều chỉnh góc uốn dễ dàng, máy làm việc với độ ổn định cao, linh kiện thay thế
đơn giản. Hình 1.2.3 là một minh họa cho máy uốn ống dạng này.

Máy uốn ống thủy lực

8


Đồ án tốt nghiệp

KTHK - K51

H n 1.2.3: Máy uốn ốn 190o
Ngồi ra có một loại máy hoạt động theo nguyên lý khác là không quay
khuôn để uốn cong chi tiết mà dung pittông thủy lực đẩy khuôn để uốn cong
chi tiết. Đó là máy uốn ống điện thủy lực được dẫn động bằng động cơ RAPID
T100M. Như minh họa hình 1.2.4, máy được lắp hộp giảm tốc điện thủy lực,
điều khiển từ xa bằng bộ phân phối 2 chiều, là thiết bị được thiết kế cho độ
chính xác đặc biệt. Hộp giảm tốc bao gồm các pittông với van giới hạn cho phép
xả dầu tự động để đạt ứng suất làm việc lớn nhất và duy trì áp lực làm việc. Một
trong những model này được lắp ráp với một bàn gia công 2 tầng chắc chắn.
Hộp số thủy lực được lắp ở tầng dưới, trong khi máy uốn ống được lắp ở tầng
Máy uốn ống thủy lực

9


Đồ án tốt nghiệp

KTHK - K51

trên. Loại máy RAPID T10/M là loại máy mới trên thị trường có thể vận hành
bằng tay khi cần thiết. Máy uốn có các chốt thay đổi vì vậy có thể thay đổi
khn uốn một cách dễ dàng, máy uốn được dùng để uốn ống có kích thước lớn
vì chế tạo khn uốn tương đối đơn giản hơn các loại khuôn uốn kiểu quay.

H n 1.2.4: Máy uốn ốn

iện t ủy lực

PID 10/M

Máy uốn ống CB-DR-60CNC-HR của hãng TAIYO Nhật Bản, như hình
1.2.5, 1.2.6, máy được điều khiển bằng phần mềm đây là phần mềm FANUC-Là
chuẩn điều khiển máy CNC của tập đoàn FANUC Nhật Bản, phần mềm được
các hãng sản xuất máy CNC sử dụng rộng rãi- điều khiển nhanh, hiệu suất cao,
thao tác và lập trình được thơng qua màn hình cảm ứng. Sản phẩm uốn chính
xác, bề mặt khơng có nết nhăn, có thể uốn một ống góc độ uốn khơng giới hạn
tiết kiệm được thời gian tháo lắp ống. Bộ nhớ có tới 30 kênh, 1 kênh chứa 20
bước uốn. Máy có khả năng uốn 3D, độ chính xác tương ứng với các thơng số
sau: góc uốn, độ dịch ống dọc thân máy, góc quay ống là ±0,1 độ, ±0,1mm, ±0,1
độ.

Máy uốn ống thủy lực

10


Đồ án tốt nghiệp

KTHK - K51

H nh 1.2.5: Máy uốn ốn TB-DR-60CNC-HR

Máy uốn ống thủy lực

11


Đồ án tốt nghiệp

KTHK - K51

Hình 1.2.6: Giao diện p ần mềm iểu k iển máy uốn ốn (F NUC)

1.2.2. Tình hình sử dụng máy uốn ống ở Việt Nam
Ở nước ta hiện nay, các công ty hay cơ sở cung cấp máy uốn ống chủ yếu
là nhập ngoại từ Nhật Bản, EU, hay USA. Có một vài cơ sở đã sản xuất được
máy uốn ống tự động nhưng chưa hồn thiện đầy đủ tính năng như các hãng
nước ngồi, chưa có tính thương mại cao, ví dụ dưới đây là mơ hình do cơng ty
CƠNG TY CỔ PHẦN PHÁT TRIỂN CÔNG NGHỆ HI-T thiết kế chế tạo.

Máy uốn ống thủy lực

12


Đồ án tốt nghiệp

KTHK - K51

Máy uốn ống CNC dùng trong ngành đóng tàu

-Đ

n kín ốn uốn lớn n ất (OD): 165,2mm

- Bán kín uốn lớn n ất: 495mm
- Góc uốn lớn n ất:180 ộ
- ốc ộ cấp ốn lớn n ất: 410mm/s
- ốc ộ uốn lớn n ất: 11,5 ộ/s
- Độ c ín xác k i uốn: 0,1mm, 0,1 ộ
- Hệ t ốn

iều k iển t eo c

n tr n máy tín CNC

Hình 1.2.7: Máy uốn ốn của cơn ty HI-T
Loại máy này được sử dụng cho ngành công nghiệp đóng tàu, đặc điểm của
máy là chỉ uốn được ống với góc uốn là 180 độ, khơng có khả năng thay đổi
khn uốn ống, vì vậy mỗi lần cần bán kính uốn khác nhau thì cần phải dừng
máy và lắp khuôn uốn khác vào. Công HI-T này đã sản xuất được phiên bản
thương mại, và đang cố gắng hoàn thiện trong thời gian tới để cạnh tranh với các
đối thủ nước ngoài.

Máy uốn ống thủy lực

13


Đồ án tốt nghiệp

KTHK - K51

CHƯƠNG 2 : L
êu ầu vớ

HỌN PHƯƠNG N THI T
ần t ết ế

2.1.1. Các chỉ tiêu về hiệu quả sử dụng
Máy uốn ống thiết kế phải đạt các chỉ tiêu sau về hiệu quả sử dụng:
Có khả năng uốn các loại ống có đường kính từ 15 đến 50mm.
Tiết kiệm năng lượng.
Kích thước gọn nhất có thể.
Chi phí sản xuất và chuyển giao ở mức tối thiểu
Máy thiết kế phải có năng suất và hiệu cao, ít tốn năng lượng, kích thước
máy phù hợp, chi phí đầu tư thấp, vận hành dễ dàng …
2.1.2. Khả năng làm việc
Xét về khả năng làm việc máy uốn ống cần đạt được các yêu cầu sau:
Có khả năng uốn các loại ống có đường kính từ 15 tới 50mm.
Máy có thể hồn thành các chức năng đã định mà vẫn giữ được đồ bền,
khơng thay đổi kích thước cũng như hình dạng của máy, ngồi ra vẫn giữ được
sự ổn định, có tính bền mịn, chịu được nhiệt và chấn động.
Vận hành dễ dàng ở cả chế độ tự động và chế độ bằng tay.
Để máy có đủ khả năng làm việc cần xác định hình dạng, kích thước chi
tiết máy, chọn vật liệu thích hợp chế tạo chúng và sử dụng các biện pháp tăng
bền như nhiệt luyện, …
2.1.3. Độ tin cậy
Khi đánh giá về độ tin cậy cần xét tới:
Độ tin cậy là tính chất của máy vừa đảm bảo công năng thiết kế đồng thời
vẫn giữ được các chỉ tiêu về sử dụng (như năng suất, công suất, mức độ tiêu thụ
Máy uốn ống thủy lực

14


Đồ án tốt nghiệp

KTHK - K51

năng lượng, độ chính xác, …) trong suốt quá trình làm việc hoặc trong quá trình
thực hiện cơng việc đã quy định.
Độ tin cậy được đặc trưng bởi xác suất làm việc khơng hỏng hóc trong một
thời gian quy định hoặc quá trình thực hiện cơng việc.
2.1.4. An tồn trong sử dụng
Một kết cấu làm việc an tồn có nghĩa là trong điều kiện sử dụng bình
thường thì kết cấu đó khơng gây ra tai nạn nguy hiểm cho người sử dụng, cũng
như không gây hư hại cho thiết bị, nhà cửa và các đối tượng xung quanh.
2.1.5. Tính cơng nghệ và tính kinh tế
Đây là một trong những yêu cầu cơ bản đối với máy, cụ thể như sau:
Máy được thiết kế có hình dạng, kết cấu, vật liệu chế tạo phù hợp với điều
kiện sản suất cụ thể, đảm bảo khối lượng và kích thước nhỏ nhất, ít tốn vật liệu
nhất, chi phí về chế tạo thấp nhất kết quả cuối cùng là giá thành thấp.
Máy nên thiết kế với số lượng ít nhất các chi tiết, kết cấu đơn giản, dễ chế
tạo và lắp ráp, chọn cấp chính xác chế tạo cho phù hợp nhưng vẫn đảm bảo được
điều kiện và quy mô sản xuất cụ thể.

L

ọn

ư n

n tru n

n v u n n

2.2.1. Phương án 1: Cơ cấu truyền lực bằng tay
a. S

ồ nguyên lý

Dưới đây là sơ đồ nguyên lí của cơ cấu truyền lực bằng tay (Hình 2.2.1)

Máy uốn ống thủy lực

15


Đồ án tốt nghiệp

KTHK - K51

Hình 2.2.1: C cấu truyền lực bằn tay
1: Ống uốn

4: Bán xe di ộng

2: Vòng hãm

5: Tay quay

3: Bánh xe cố ịnh

6: Tay cầm ể quay

b. Nguyên lý hoạt

ng

Cơ cấu truyền lực bằng tay chỉ áp dụng cho một số máy uốn ống với ống
có đường kính nhỏ, u cầu độ chính xác của góc uốn thấp. Cơ cấu truyền lực
bằng tay được hoạt động như sau: Sau khi kiểm tra ống ta đưa ống vào khi đó
quay tay quay (6) bánh xe di động (4) sẽ lăn trên bánh xe cố định (3), bánh xe cố
định (3) được gá trên thân máy sẽ làm cong ống tạo thành góc uốn cần thiết, để
giữ ống ta dùng vòng hãm (2). Để lấy ống ra ta quay tay quay (6) về vị trí ban
đầu và lấy ống ra.
c. Ưu

ể

v n ượ

ểm:

- Ưu điểm:
+ Nguyên lý hoạt động tương đối đơn giản.
+ Rẻ tiền phù hợp cho sản xuất đơn chiếc và hàng loạt nhỏ.
- Nhược điểm:
+ Độ chính xác thấp, năng suất thấp.
+ Khơng xác định được sai số đàn hồi sau khi uốn.
Máy uốn ống thủy lực

16


Đồ án tốt nghiệp

KTHK - K51

+ Phải dùng lực bằng tay.
+ Dễ sinh ra khuyết tật trong khi uốn.
2.2.2. Phương án 2: Cơ cấu truyền lực bằng cơ khí hộp giảm tốc)
a. S

ồ nguyên lý:

Cơ cấu truyền lực bằng cơ khí như Hình 2.2.2 dưới đây

H n 2.2.2: C cấu truyền lực bằn

ộp i m tốc.

1: Độn c

2: Hộp gi m tốc

3: Tay quay

4: Khuôn uốn tĩn

5: Khuôn uốn ộng

6: C cấu ly h p

7: Cặp bán răn
b. Nguyên lý hoạt
Máy uốn ống thủy lực

ng:

17


Đồ án tốt nghiệp

KTHK - K51

Khi nhận được bản vẽ và các thông số cần chế tạo của sản phẩm uốn ta
điều chỉnh góc uốn mà ta cần uốn từ cơ cấu ly hợp cam. Máy uốn làm việc được
truyền động từ động cơ điện (1) qua hộp giảm tốc (2) rồi đến cơ cấu truyền lực
bằng cơ, trong cơ cấu lựa chọn ta dùng cặp bánh răng (7), cơ cấu bánh răng (7)
được nối với khuôn uốn động (5). Để hãm ống trong quá trình uốn ta dùng tay
quay (3) đưa khuôn uốn tĩnh (4) gần khuôn uốn động để hãm chi tiết. Ngồi ra
để đảm bảo góc uốn ta có cơ cấu ly hợp (6) ngắt động cơ khi góc uốn đúng như
ban đầu tính tốn.
c. Ưu

ể

v n ượ

ểm:

- Ưu điểm:
+ Kết cấu tương đối đơn giản.
+ Độ chính xác, năng suất tương đối cao phù hợp cho sản xuất hàng loạt
vừa và nhỏ.
+ Giá thành hạ.
- Nhược điểm:
+ Lực tác dụng lên ống không đồng đều.
+ Mức độ chun mơn hóa chưa cao.
2.2.3. Phương án truyền lực bằng th y lực
)S

ồ n u ên

.

Trong hình 2.2.3 thì:
1. Khuôn uốn

5. Thùng dầu

2. Má kẹp tĩnh

6. Xylanh quay

3. Má kẹp động

7. Mâm cặp 3 chấu

4. ylanh đẩy má kẹp động

8. ylanh đẩy ống

Máy uốn ống thủy lực

18


Đồ án tốt nghiệp

3

KTHK - K51

2

7

1

4
8

6

5

H n 2.2.3: C cấu truyền lực bằn t ủy lực.
b. N u ên

ạt

n

Máy uốn ống thủy lực hoạt động dựa trên nguyên tắc hoạt động của
pittông- xi lanh thủy lực. Khi máy hoạt động, ống được kẹp vào mâm cặp (7)
sau đó cả mâm cặp và ống sẽ được đẩy bởi xylanh (8) đến vị trí của khn uốn
(1). Một đầu ống được kẹp giữa má kẹp tĩnh (2) và khuôn uốn (1). Sau đó
xylanh (4) sẽ đẩy má kẹp động vào sát ống cần uốn để giữ không cho ống bị đẩy
ra trong q trình uốn và xylanh quay (6) sẽ quay khn uốn (1) (mang theo má
kẹp tĩnh (2) ) để uốn ống. Ngun lí hoạt động của khn uốn như trong hình
2.2.4.
Có thể cho dung dịch trơn nguội vào khn và má kẹp trước khi uốn để
giảm ma sát giữa ống và khn để ống khơng bị nhăn trong qua trình uốn.

Máy uốn ống thủy lực

19


Đồ án tốt nghiệp

KTHK - K51

V
Ống thép

ω

1

2

H n 2.2.4: N uy n l

oạt ộn của k uôn uốn.

c. Ưu điểm và nhược điểm:
- Ưu điểm:
+ Lực tác dụng lên ống lớn, ổn định, dễ điều chỉnh độ lớn.
+ Có độ chính xác cao, năng suất cao.
+ Các Van thủy lực có thể điều khiển tự động.
- Nhược điểm:
+ Kết cấu phức tạp.
+ Khá đắt tiền.
+ Bảo dưỡng máy tương đối tốn kém.
2.2.4. Phương án 4: Cơ cấu truyền lực bằng khí nén (hình 2.2.5)
a. S

ồ ngun lý:

1: Độn c k í n n

2: Hộp iều khiển khí nén

3: Pittông khí nén

4: Đĩa p n ộ

5: Khuôn uốn ộng

6: Khuôn uốn tĩn

Máy uốn ống thủy lực

20


Đồ án tốt nghiệp

KTHK - K51

H n 2.2.5: C cấu truyền lực bằn k í n n.
b. Nguyên lý hoạt

ng:

Máy uốn ống truyền lực bằng khí nén được truyền động từ động cơ khí nén
(1) qua cơ cấu điều khiển khí nén (2), sau đó qua bộ phận ống dẫn đến pittơng
(3), có 2 pittơng truyền lực một pittơng truyền cho khuôn uốn động (5), một
pittông được truyền cho giá quay trên đó có khn uốn tĩnh (6) vì vậy tạo ra vật
uốn cần thiểt. Để đảm bảo góc uốn chính xác ta có đĩa phân độ (4). Hiện nay
máy uốn ống truyền lực bằng khí nén rất ít được dùng vì có cơ cấu khí nén rất
phức tạp, máy dùng cơ cấu thủy lực hiện nay được sử dụng nhiều nhất.
c. Ưu

ể

v n ượ

ểm:

- Ưu điểm:
+ Lực tác dụng nhanh.
+ Thao tác máy có vận tốc nhanh vì vậy năng suất cao.
+ Vật tư thiết bị rẻ tiền hơn so với cơ cấu thủy lực.
- Nhược điểm:
+ Lực tác động yếu.
Máy uốn ống thủy lực

21


Đồ án tốt nghiệp

KTHK - K51

+ Do khí bị nén nên lực tác động không ổn định theo điều kiện mơi trường.
+ Kết cấu phức tạp, các xi lanh có kích thước lớn hơn nhiều so với cơ cấu
thủy lực.
+ Phải căn chỉnh máy khi có thay đổi ngồi mơi trường như nhiệt độ, áp
suất do khí rất dễ giản nở.
+ Hệ thống rất hay bị rị rỉ khí.

2.2.5. Một số phương pháp uốn
a. Khuôn u n quay và cu n ng theo
Phương pháp này như trong hình 2.2.6 ,đây là phương pháp uốn ống rất
linh hoạt được sử dụng nhiều trong cơng nghiệp. Má kẹp tính và động đều có 2
phần một phần được kẹp chặt vào ống và trượt trên phần còn lại. Khi uốn đĩa
ống sẽ quay theo nên tọa độ uốn sẽ không thay đổi, đồng thời ống cũng dịch

chuyển theo. Với cơ cấu như trên thì khi uốn bề mặt ống sẽ khơng bị nhăn, hay
trầy xước.

Hinh 2.2.6: Ngun lí uốn có cuộn ốn t eo
1- Má kẹp tĩn 2- Ốn cần uốn 3- K uôn uốn 4- Má kẹp ộn
Ưu điểm của phương pháp này:
Máy uốn ống thủy lực

22


Đồ án tốt nghiệp

KTHK - K51

ác định chính xác vị, tọa độ cần uốn dù góc uốn thay đổi nên dễ tự động
hóa.
Ống khơng bị biến dạng trầy xước do ma sát.
Nhược điểm:
Ống sẽ bị dịch chuyển theo trong quá trình uốn, vì vậy cơ cấu xoay ống
phía sau sẽ phức tạp.
án kính uốn phụ thuộc vào khn uốn, vì vậy cần chế tạo nhiều khn
uốn.
án kính uốn sẽ khơng đa dạng và không lớn.

b. Khuôn u n c

ịnh và ng bị kẹp chặt

Trong hình 2.2.7,các chi tiết bao gồm khuôn uốn, má kẹp tĩnh, con lăn uốn.

Khuôn uốn sẽ được cố định, má kẹp cố định sẽ kẹp chặt ống trong quá trình uốn
giống như một ngàm, con lăn uốn quay trịn quanh khn uốn (đồng trục với
khn uốn) làm cho ống được uốn theo khuôn. Trong phương pháp này ống
được cố định nhưng điểm uốn lại là di động thay đổi trong tồn bộ q trình
uốn. Má kẹp động là chi tiết tạo truyền lực gây uốn ống. Khuôn uốn cố định tuy
nhiên tâm của khuôn uốn và tâm quay của con lăn là trùng nhau để tạo ra
chuyển động quay của má kẹp động quanh khuôn. Trong kiểu uốn này có thể
thiết kế má kẹp động như phương án 1 sẽ không gây nhăn và xước bề mặt ống.

Máy uốn ống thủy lực

23


Đồ án tốt nghiệp

KTHK - K51

Hình 2.2.7: Uốn có k uôn cố ịn v áp lực kẹp c ặt ốn
1- Má kẹp tĩn 2- Ốn cần uốn 3- K uôn uốn 4- Con lăn
Ưu điểm:
- Ống sẽ không bị dịch theo trong q trình uốn.
- Ống khơng bị trầy xước do tác động của các cơ cấu kẹp.
Nhược:
- Vị trí uốn rất khó xác định khi góc uốn thay đổi nên khó tự động hóa.
án kính uốn phụ thuộc vào khn uốn, vì vậy cần chế tạo nhiều khn
uốn.
án kính uốn sẽ không đa dạng và không lớn.
c. U n cu n ng (u n nhờ 3 trục quay)
Ba trục có cùng kích thước được sắp xếp theo hình kim tự tháp. Hai trục

phía dưới cố định, trục quay phía trên có thể di chuyển được để tạo ra các bán
kính uốn khác nhau. Để uốn được ống thì hai trục quay phía dưới quay cùng
chiều cịn trục ở phía trên quay theo chiều ngược lại với vận tốc quay của ba trục
là bằng nhau. Phương pháp này có thể uốn được đường kính uốn lớn, góc uốn
khơng giới hạn (góc xoắn như lị xo) và bán kính uốn thay đổi một cách dễ dàng
Máy uốn ống thủy lực

24


Đồ án tốt nghiệp

KTHK - K51

khi uốn. Bán kính uốn thay đổi nhờ chuyển động của trục quay thứ ba theo
phương thẳng đứng chuyển động này thường do xylanh thủy lực để tạo áp lực
tác động lên ống kim loại được uốn. Khi trục thứ ba di chuyển xuống phía dưới
thì bán kính uốn sẽ giảm dần, điều chỉnh bán kính uốn rất dễ dàng bằng xylanh
thủy lực. Ống được cuốn vào do lực ma sát giữa nó với khn quay lắp trên trục.

Hình 2.2.8: Uốn s d n ba tr c quay ( oll bendin )
Ưu điểm:
- Cấu tạo đơn giản nên dễ chế tạo.
- Có khả năng tạo các bán kính uốn lớn.
- Giá thành giảm.
Nhược điểm:
- Chỉ áp dụng được cho gia công các sản phẩm đơn chiếc, tính sản xuất
hàng loạt khơng cao.
- Khơng áp dụng tự động hóa vào dây chuyền sản xuất.

d. U n do chuyển

ng thẳng của khuôn

Khuôn uốn chuyển động thẳng thường nhờ do xylanh thủy lực tạo nên áp
lực lên ống (Hình 2.2.9). Hai hàm kẹp dịch chuyển tạo nên bán kính uốn và góc
uốn. Ngồi ra người ta cịn có thể tạo thêm lực kéo ở hai ống được uốn như vậy
Máy uốn ống thủy lực

25