THIẾT kế máy cắt ỐNG NHỰA

LỜI NÓI ĐẦU
Công Nghiệp luôn là lá cờ đầu, đóng một vai trò hết sức quan trọng trong sự nghiệp
công nghiệp hóa, hiện đại hóa của đất nước. Ngành công nghiệp ở Việt Nam đã, đang và
sẽ phát triển theo xu hướng của công nghiệp của thế giới. Một trong số các xu hướng đó
là các vật liêu truyền thống sẽ giảm tỷ trọng, và tăng dần tỷ trọng vật liệu làm từ chất dẻo.
Với tính chất của chất dẻo là nhẹ, bền, đẹp, dễ gia công , tạo hình, giá rẻ hơn các vật liệu
khác cùng công dụng nên nó có thể thay thế một số các vật liệu truyền thống như gỗ, kim
loại, hợp kim.Trên thị trường trong và ngoài nước có sự xuất hiện một số lượng lớn các
chất dẻo nên hàng loạt các sản phẩm có nguồn gốc chất dẻo được sản xuất và vật liệu chất
dẻo rất đa dạng và phong phú.Giá trị của các sản phẩm này đã xâm nhập vào mọi lĩnh lực
của nền kinh tế và trong dân dụng.Trong các sản phẩm từ nhựa, ống làm bằng nhựa chiếm
một vai trò hết sức quan trọng, ống nhựa được sử dụng ở hầu hết tấc cả các lĩnh vực từ
công nghiệp, nông nghiệp, lâm nghiệp, đến đời sống gia đình.
Để thực hiện được những yêu cầu bức thiết đó, trách nhiệm của các kỹ sư Công
Nghệ Chế Tạo Máy là phải đảm nhiệm trọng trách thiết kế và chế tạo máy cưa ống.
Với mục đích góp phần sức lực nhỏ bé của mình vào công cuộc phát triển của đất
nước, sau một thời gian nghiên cứu, tìm hiểu dưới sự hướng dẫn tận tình của Thầy
Nguyễn Văn Thạnh, em đã chọn đề tài máy cắt ống đề làm đề tài luận văn của mình.
Với sự hạn chế về kiến thức cũng như kinh nghiệm của mình, trong quá trình thiết
kế, tính toán em không thể nào tránh được những sai sót, kính mong các thầy, cô tận tình
chỉ bảo để em có thể hoàn thiện kiến thức của mình trước khi bước và thực tế sản xuất
trong tương lai.
Em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới Thầy Nguyễn Văn Thạnh đã tận tình hướng
dẫn, dìu dắt em trong suốt quá trình thực hiện luận văn này. Nhân đây em cũng xin chân
thành cám ơn các thầy cô trong bộ môn Thiết Kế Máy nói riêng, các thầy cô trong Khoa
Cơ Khí cùng toàn thể các thầy cô trong trường Đại Học Bách Khoa TP HCM bao năm
qua đã dạy dỗ chúng em trở thành những người có tri thức để có thể đóng góp một phần
sức lực nhỏ bé của mình cho sự phát triển của đất nước.

Sinh viên thực hiện
Trần Gia Thịnh

Trang ii


MỤC LỤC
CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN ............................................................................................ 1
1.1

Sự cần thiết của đề tài .......................................................................................... 1

1.2

Mục đích và ý nghĩa của đề tài ............................................................................ 1

1.3

Nhiệm vụ và yêu cầu của đề tài ........................................................................... 1

1.4

Giới thiệu về ống nhựa ........................................................................................ 1

1.4.1

Giới thiệu...................................................................................................... 1

1.4.2

Vật liệu ......................................................................................................... 2

1.4.3

Tính chất vật lý ............................................................................................. 3

1.4.4

Tính chất hóa học ......................................................................................... 3

1.4.5

Ưu nhược điểm - ứng dụng của ống nhựa ..................................................... 4

1.5

Giới thiệu qui trình sản xuất ống nhựa ................................................................. 5

1.5.1

Trộn hạt nhựa ............................................................................................... 5

1.5.2

Cấp nguyên liệu ............................................................................................ 6

1.5.3

Đùn tạo hình ống .......................................................................................... 7

1.5.4

Hút chân không và làm mát .......................................................................... 8

1.5.5

In chữ ........................................................................................................... 9

1.5.6

Kéo ống ........................................................................................................ 9

1.5.7

Cắt ống ....................................................................................................... 10

1.5.8

Nong đầu ống ............................................................................................. 10

CHƯƠNG 2. LỰA CHỌN SƠ ĐỒ NGUYÊN LÍ MÁY ................................................. 13
2.1

Yêu cầu của máy: .............................................................................................. 13

2.2

Các phương án thiết kế máy: ............................................................................. 13

2.2.1

Phương án 1 ................................................................................................ 13

2.2.2

Phương án 2 ................................................................................................ 15

2.2.3

Phương án 3 ................................................................................................ 16

CHƯƠNG 3. TÍNH TOÁN THIẾT KẾ MÁY ................................................................ 18
3.1

Tính toán động học của cơ cấu .......................................................................... 18

3.1.1

Sơ đồ động học máy cắt .............................................................................. 18
Trang iii


3.1.2

Phân tích động học cơ cấu: ......................................................................... 19

3.1.3

Phân tích động lực học ................................................................................ 21

3.2

Tính toán thiết kế cụm cắt ống........................................................................... 22

3.2.1

Mô tả .......................................................................................................... 22

3.2.2

Phân tích lực và tính toán chế độ cắt ........................................................... 22

3.2.3

Chọn động cơ: ............................................................................................ 25

3.2.4

Thiết kế bộ truyền đai ................................................................................. 26

3.2.5

Thiết kế trục dao cắt.................................................................................... 27

3.2.6

Tính chọn ổ lăn ........................................................................................... 30

3.2.7

Tính chọn xylanh đẩy ................................................................................. 31

3.3

Tính toán thiết kế cụm kẹp ống.......................................................................... 33

3.3.1

Mô tả .......................................................................................................... 33

3.3.2

Tính lực kẹp ................................................................................................ 35

3.3.3

Tính chọn xylanh kẹp ................................................................................. 36

3.3.4

Tính toán khối V ......................................................................................... 37

3.3.5

Các chi tiết trong cụm ................................................................................. 39

3.3.6

Kiểm tra bền ống nhựa ................................................................................ 41

3.3.7

Sơ đồ mạch khí nén máy cắt ống nhựa ........................................................ 44

3.3.8

Thiết kế hệ thống điều khiển ....................................................................... 45

CHƯƠNG 4. VẬN HÀNH VÀ BẢO DƯỠNG .............................................................. 46
4.1

Vận hành và bảo dưỡng máy cưa 2 ống ............................................................. 46

4.1.1

Kiểm tra trước khi đưa vào sử dụng máy .................................................... 46

4.1.2

Điều chỉnh lực kẹp trên máy ....................................................................... 46

4.1.3

Vận hành máy ............................................................................................. 46

4.2

Bảo dưỡng máy ................................................................................................. 46

KẾT LUẬN .................................................................................................................... 47
TÀI LIỆU THAM KHẢO................................................................................................. 48

Trang iv


DANH SÁCH HÌNH VẼ
Hình 1.4.2 – Phản ứng trùng hợp vinylclorua.
Hình 1.4.4 – Sản phẩm ống nhựa PVC.
Hình 1.5.1a – Sơ đồ mô tả quy trình trộn nguyên liệu nhựa.
Hình 1.5.1b – Kết cấu máy trộn nguyên liệu nhựa.
Hình 1.5.2 – Sơ đồ hệ thống cấp liệu.
Hình 1.5.3a – Cấu tạo máy đùn ống nhựa.
Hình 1.5.3b – Khuôn đùn hai ống nhựa đồng thời.
Hình 1.5.4 – Các vòi phun sương làm nguội ống.
Hình 1.5.6 – Xích kéo hai ống đồng thời.
Hình 1.5.8a – Máy nong 3 ống đồng thời.
Hình 1.5.8b – Đầu nong ống Φ 168.
Hình 1.5 – Sơ đồ qui trình sản xuất ống nhựa.
Hình 2.2.1– Sơ đồ nguyên lí phương án 1.
Hình 2.2.2 – Sơ đồ nguyên lí phương án 2.
Hình 2.2.3– Sơ đồ nguyên lí phương án 3.
Hình 3.1.1– Sơ đồ động học máy cắt ống nhựa.
Hình 3.1.2a – Sơ đồ nguyên lí cụm kẹp.
Hình 3.1.2b – Sơ đồ nguyên lí cụm cắt.
Hình 3.1.3a – Sơ đồ phân tích lực kẹp ống.
Hình 3.1.3b – Sơ đồ phân tích lực cắt khi tiến dao hướng kính.
Hình 3.2.1– Sơ đồ nguyên lí cụm cắt ống.
Hình 3.2.2 – Lưỡi cưa đĩa TCT.
Hình 3.2.3 - Động cơ HITACHI.
Hình 3.2.4a – Biểu đồ momen.
Hình 3.2.4b – Trục dao cắt.
Trang v

Hình 3.2.6 – Kích thước xylanh đẩy.
Hình 3.5.1– Sơ đồ kết cấu cụm kẹp ống.
Hình 3.3.2 – Sơ đồ lực tác dụng lên ống nhựa.
Hình 3.3.3 – Kích thước xylanh kẹp.
Hình 3.3.3 – Lực phân bố khi kẹp bằng khối V.
Hình 3.3.5a – Đầu nối xylanh kẹp.
Hình 3.3.5b – Trục dẫn hướng kẹp.
Hình 3.3.5c – Bạc trượt.
Hình 3.3.5d – Khối kẹp cao su.
Hình 3.3.6 – Kết cấu toàn bộ bàn cưa ống.
Hình 3.3.7 – Sơ đồ khí nén.

Trang vi


Trang vii


CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN
1.1 Sự cần thiết của đề tài
Hiện nay, ống nước chiếm một vị trí quan trọng trong nền kinh tế, ứng dụng của nó
rất đa dạng, đa nghành nghề, lĩnh vực. Từ đời sống sinh hoạt của người dân như ống dẫn
nước sử dụng để dẫn nước sinh hoạt, đến công nghiệp , nông nghiệp, lâm nghiệp, ngư
nghiệp.
Ống nước có đường kính nhỏ cỡ 20mm-60mm trở lên ngày nay được sử dụng rất
rộng rãi như làm đường dẫn cáp ngầm, ống dẫn nước cho các máy bơm công suất nhỏ,
ống dẫn nước sinh hoạt, tưới tiêu….Nhu cầu sử dụng các loại ống ngày gia tăng không
ngừng mỗi ngày.

Trên thị trường sản xuất ống ngày nay, máy cắt ống nằm trong dây chuyền sản xuất
ống, đây là một trong những máy góp phần tăng năng suất sản xuất. Đó là lý do em chọn
thiết kế đề tài này.

1.2 Mục đích và ý nghĩa của đề tài
Mục đích thiết kế ở đây là thiết kế máy cắt ống nhỏ dưới 60mm, nằm trong dây
chuyền sản xuất ống, đồng thời nó cũng có thể cắt ống khi đứng độc lập.
Ý nghĩa của đề tài: tăng năng xuất sản xuất, giảm chi phí, hạ giá thành góp phần nhỏ
bé vào công cuộc xây dựng đất nước.

1.3 Nhiệm vụ và yêu cầu của đề tài
-

Máy thiết kế cần được tự động hoá hoàn toàn.
Phải đồng bộ với dây chuyền sản xuất
Có thể điều khiển bẳng tay nếu hỏng hệ thống tự động
Có thể cắt ống một cách độc lập
Chất lượng bề mặt cắt tốt
Cắt được các ống với nhiều kích thước, vật liệu khác nhau
Năng suất yêu cầu khoảng 8 ống/phút (chiều dài cắt ống 4m ±5mm)

1.4 Giới thiệu về ống nhựa
1.4.1

Giới thiệu

Ống nhựa PVC rất hữu dụng trong việc dẫn truyền các chất hóa học ăn mòn nhanh
và gas bởi vì khả năng chịu đựng sự ăn mòn của loại ống này rất cao. Ống nhựa PVC
Trang 1

không độc, và không phản ứng với chất lỏng được dẫn truyền bên trong, không ảnh
hưởng đến mùi vị và màu sắc. Ngoài ra, bề mặt bên trong của ống rất phẳng giúp loại trừ
bất kỳ một lực cản nào dù là nhỏ nhất đến chất lỏng đang chảy bên trong ống hoặc những
sự cố từ những chất cáu bẩn, chất gỉ gây trở ngại cho việc lưu chuyển của chất lỏng. Ống
nhựa PVC có khả năng chịu lửa nên không bị thiệt hại do cháy. Ống PVC cách điện và
không bị ăn mòn điện hóa thường xảy ra trong những ống kim loại. Đặc biệt do có độ dẻo
và có sức căng mạnh, ống nhựa cứng PVC không bị nứt hoặc bể bởi áp lực. Loại ống này
nhẹ và dễ vận chuyển cũng như sắp xếp.
Do có nhiều đặc tính khác nhau, hiện nay ống nhựa PVC được sử dụng rất phổ biến
trong hệ thống thoát nước cũng như trong hệ thống ống của các ngành công nghiệp nói
chung, các hệ thống cung cấp gas, dầu, hệ thống tưới tiêu, xử lý nước thải, và cáp điện.
Ống nhựa PVC là một loại vật liệu ống cần thiết, nhẹ bền và rẻ, có phạm vi sử dụng
rất rộng và qui mô thị trường lớn, không ngừng gia tăng trong tương lai. Sản xuất ống
nhựa PVC sẽ góp phần phát triển ngành công nghiệp chế biến nhựa cũng như những
ngành công nghiệp khác.
1.4.2

Vật liệu

Thành phần chủ yếu là polyvinylclorua (viết tắt và thường gọi là PVC) là một loại
nhựa nhiệt dẻo được tạo thành từ phản ứng trùng hợp vinylclorua.

Hình 1.4.2 – Phản ứng trùng hợp vinylclorua.
Ngoài ra còn có chất ổn định nhiệt, chất bôi trơn và các chất phụ gia…

Trang 2


1.4.3

Tính chất vật lý
Tính chất
Khối lượng riêng
Giới hạn bền kéo đứt
Giới hạn bền uốn
Giới hạn bền nén
Môđun đàn hồi
Độ dãn dài khi đứt
Hệ số giãn nở dài
Độ dẫn nhiệt
Điện áp đánh thủng
Hằng số điện môi (60Hz, 30 0C)
Điện trở suất

1.4.4

Giá trị, đơn vị đo
1,25 - 1,46 g/cm3
500 - 700 kg/cm2
800 - 1200 kg/cm2
800 - 1600 kg/cm2
4000 - 10.000 kg/cm2
10 - 25%
0,00006 - 0,00007
3,8 - 4.10-4 cal/cm.s.0C
15-35 kV/cm
3,54
10^15 Ohm.cm

Tính chất hóa học

Chịu được: các loại dung dịch axit, các loại dung dịch kiềm.
Không chịu được: các axit đậm đặc có tính oxy hóa, các loại dung môi hợp chất
thơm.

Hình 1.4.4 – Sản phẩm ống nhựa PVC.

Trang 3


1.4.5

Ưu nhược điểm - ứng dụng của ống nhựa

Ưu điểm:
Việc sử dụng ống trước đây phần lớn đều dùng ống kim loại. Tuy nhiên cùng với
sự phát triển của công nghiệp nhựa tổng hợp, ống bằng nhựa tổng hợp cũng phát triển. Kỹ
thuật đúc nhựa phát triển giúp cải tiến rất nhiều trong qui trình sản xuất ống nhựa tổng
hợp, có thể thay thế cho ống kim loại khá hiệu quả.
Đặc biệt sản phẩm chính của ống nhựa tổng hợp là ống nhựa cứng PVC, rất hữu
dụng trong việc dẫn truyền các chất hóa học ăn mòn nhanh và gas bởi vì khả năng chịu
đựng sự ăn mòn của loại ống nhựa cứng PVC này rất cao. Ống nhựa cứng PVC không
độc, và không phản ứng với chất lỏng được dẫn truyền bên trong, không ảnh hưởng đến
mùi vị và màu sắc. Ngoài ra, bề mặt bên trong của ống rất phẳng giúp loại trừ bất kỳ một
lực cản nào dù là nhỏ nhất đến chất lỏng đang chảy bên trong ống hoặc những sự cố từ
những chất cáu bẩn, chất gỉ gây trở ngại cho việc lưu chuyển của chất lỏng. Ống nhựa
PVC có khả năng chịu lửa nên không bị thiệt hại do cháy. Ống PVC cách điện và không
bị ăn mòn điện hóa thường xảy ra trong những ống kim loại. Đặc biệt do có độ dẻo và có
sức căng mạnh, ống nhựa cứng PVC không bị nứt hoặc bể bởi áp lực. Loại ống này nhẹ

dễ vận chuyển cũng như sắp xếp ,và lắp đặt
Do có nhiều đặc tính khác nhau, hiện nay ống nhựa PVC được sử dụng rất phổ
biến trong hệ thống thoát nước cũng như trong hệ thống ống của các ngành công nghiệp
nói chung, các hệ thống cung cấp gas, dầu, hệ thống tưới tiêu, xử lý nước thải, và cáp
điện. Nhu cầu sử dụng ống PVC ngày càng tăng.
Nhược điểm:
- Không được sử dụng ở nhiệt độ lớn hơn 45oC
- Tránh tác dụng của tia tử ngoại, ánh nắng mặt trời.
Ứng dụng:
-

Ống uPVC được sử dụng trong các lĩnh vực sau :
Nước uống
Nước trong quá trình sản xuất công nghiệp
Quá trình xử lý nước thải công nghiệp
Gia dụng
Thoát nước mưa

- Nước thải
- Giếng khoan
Trang 4


-

Tưới tiêu công nghiệp
Nuôi thủy sản
Điện và viễn thông
Bè đánh cá,…

1.5 Giới thiệu qui trình sản xuất ống nhựa
Máy cắt ống có nhiệm vụ cắt ống nhựa theo kích thước mong muốn sau khi ống
nhựa được kéo ra từ máy kéo ống ở công đoạn trước, sau khi ống nhựa được cắt sẽ được
chuyển qua máy nong đầu ống vì vậy máy cắt ống nhựa có vai trò quan trọng trong việc
tạo thành sản phẩm hoàn chỉnh theo yêu cầu kĩ thuật và năng suất chung của toàn bộ qui
trình
1.5.1

Trộn hạt nhựa
Hạt nhựa

Phụ gia

Máy trộn

Nguyên liệu
Hình 1.5.1a – Sơ đồ mô tả quy trình trộn nguyên liệu nhựa.
Trộn hạt nhựa với phụ gia để thành nguyên liêụ sản xuất là một trong những khâu
quan trọng đầu tiên của quá trình sản xuất ống nhựa và các sản phẩm nhựa của công ty.
Khâu này góp phần đảm bảo chất lượng ống, tiết kiệm nguyên liệu, giảm giá thành sản
phẩm… Hạt nhựa và phụ gia được trộn theo các tỷ lệ nhất định phụ thuộc vào kinh
nghiêm sản xuất, bí quyết của công ty. Việc trộn được thực hiện bởi máy trộn hạt nhựa.
Hạt nhựa sau khi trộn xong được chứa ở các xi lô chứa hoặc đóng bao.

Trang 5


Hình 1.5.1b – Kết cấu máy trộn nguyên liệu nhựa.

1.5.2

1 – Cửa xả liệu.

4 – Động cơ điện.

2 – Khung đỡ máy trộn.

5 – Cánh trộn 3 tầng.

3– Bộ truyền đai.

6 – Thùng trộn.

Cấp nguyên liệu

Nguyên liệu là hạt nhựa sau khi được trộn với phụ gia được đưa tới xilô chứa liệu
bằng hệ thống hút chân không và được đưa vào phễu cấp liệu đặt trên thân máy đùn nhờ
vít tải lò xo.

Trang 6


Hình 1.5.2 – Sơ đồ hệ thống cấp liệu.
1 – Máy đùn.

4 – Xi lô chứa liệu.

2 – Phễu cấp liệu máy đùn.

5 – Hệ thống cấp liệu hút chân không.

3– Hệ thống cấp liệu vít tải lò xo.
1.5.3

Đùn tạo hình ống

Tại phễu cấp liệu nguyên liệu được rải đều xuống cửa hút của máy đùn nhờ trục xít
xoắn truyền động bởi động cơ điện. Trên xy lanh của trục vít có bộ phận gia nhiệt cho
nguyên liệu tới nhiệt độ khoảng 1700 - 2000C. Hạt nhựa hoá lỏng được đẩy đi thành dòng
nhờ trục vít xoắn tới đầu đùn. Tại đây có đĩa phân phối bằng kim loại dạng lưới tổ ong
hoặc nhiều lỗ tròn để lọc dòng nhựa hoá lỏng nhằm đảm bảo chất lượng của ống. Hỗn hợp
nhựa hoá lỏng sau khi được lọc được đẩy tiếp tới đầu phun, đầu phun được lắp với khuôn
tạo hình ống.

Trang 7


Hình 1.5.3a – Cấu tạo máy đùn ống nhựa.

Hình 1.5.3b – Khuôn đùn hai ống nhựa đồng thời.
1.5.4

Hút chân không và làm mát

Ống ra tại đầu khuôn có nhiệt độ cao được đưa tới bể chân không và làm mát. Mục
đích của việc hút chân không là tạo áp suất chênh lệch giữa áp suất khí quyển với áp suất
trong bể (nơi ống đi qua) để định hình chính xác kích thước ống theo thiết kế, chống biến
dạng, đồng thời ống được làm nguội nhờ hệ thống phun sương với nhiệt độ khoảng 150C
đến 180C.

Trang 8


Hình 1.5.4 – Các vòi phun sương làm nguội ống.
1.5.5

In chữ

Sau khi được làm mát ống được ống được in nhãn hiệu sản phẩm và tên công ty, sau
đó được kéo qua giàn kéo tới máy cưa tự động. Tên sản phẩm và nhãn hiệu công ty được
in lên ống bằng thiết bị in phun chuyên dụng. Dữ liệu được nhập lên bàn phím. Khi cảm
biến cảm nhận được ống (chạy dọc theo đầu phun mực và cảm biến) thì đầu phun mực sẽ
phun chữ được đặt sẵn lên ống.
1.5.6

Kéo ống

Ống được kéo bằng hai dãy xích có lớp đệm cao su tạo ma sát kéo ống đi và không
làm biến dạng ống. Tốc độ của dàn kéo được điều chỉnh đồng bộ với tốc độ trục vít đùn.
Việc điều chỉnh tốc độ dàn kéo lớn hơn hay nhỏ hơn tốc độ đùn nhựa sẽ quyết định tới độ
dày, mỏng của ống. Quy định về cài đặt các thông số tốc độ của dàn kéo ứng với từng cỡ
ống được nhà thiết kế dây chuyền công nghệ tính toán và xác định sẵn. Người vận hành
chỉ việc cài đặt, thao tác theo các chỉ dẫn cài đặt thông số có sẵn.
Trang 9


Hình 1.5.6 – Xích kéo hai ống đồng thời.
1.5.7

Cắt ống

Dàn kéo còn có chức năng là động lực đẩy bàn cưa trong quá trình cưa cắt sản
phẩm. Chiều dài ống được cắt theo tiêu chuẩn quy định chung là 4 m (đối với ống PVC).
Tuy nhiên theo đơn đặt hàng mà chiều dài ống được cắt với các kích thước theo yêu cầu.
Với ống HDPE thì chiều dài ống được cắt theo đơn đặt hàng. Việc cưa cắt được thực
hiện nhờ bàn cưa tự động và cảm biến vị trí. Thay đổi chiều dài cắt của ống được thực
hiên bằng việc thay đổi vị trí của cảm biến vị trí.
1.5.8

Nong đầu ống

Quá trình nong đầu ống được thực hiện bởi máy nong. Ống nhựa PVC sau khi cắt
được đưa vào băng chuyền của máy. Đầu tiên ống được đưa đến bộ phận gia nhiệt (gia
nhiệt bằng các dây điện trở). Sau khi được gia nhiệt tới nhiệt độ khoảng 1800C thì băng
truyền chuyển ống tới đầu nong. Tại đây ống được kẹp chặt và các xy lanh khí nén đẩy
Trang 10


đầu nong tịnh tiến suốt chiều sâu cần nong. Cuối công đoạn nong ống được đưa ra ngoài
và quá trình tương tự với ống tiếp theo.

Hình 1.5.8a – Máy nong 3 ống đồng thời.

Hình 1.5.8b – Đầu nong ống Φ 168.

Trang 11


Nguyên liệu
(hạt nhựa)

Cấp liệu

Ép đùn
tạo hình ống

Hút
chân
không
Làm mát

Xử lý phế liệu

In chữ
Nghiền phế
liệu
Kéo ống

Cắt ống

Nong ống

Kiểm tra
chất lượng ống

SP không đạt

Nhập kho
Tiêu thụ
Hình 1.5 – Sơ đồ qui trình sản xuất ống nhựa

Trang 12


CHƯƠNG 2. LỰA CHỌN SƠ ĐỒ NGUYÊN LÍ MÁY
2.1 Yêu cầu của máy:
-

Thiết kế máy cắt ống nhựa có đường kính ống từ 20mm-60mm
Chiều dài ống cắt 4m ± 5mm
Máy có kích thước nhỏ gọn
Đầu ống đảm bảo độ trơn lán sau khi cắt cần thiết phục vụ nhu cầu sản xuất
Năng suất cắt 8 ống/phút

2.2 Các phương án thiết kế máy:
2.2.1

Phương án 1

Hình 2.2.1– Sơ đồ nguyên lí phương án 1
Nguyên lý hoạt động:
Máy có thể chia ra thành 5 cụm sau :
- Cụm kẹp ống
- Cụm cắt ống
- Cụm lồng quay
Trang 13


- Cụm tịnh tiến
- Cụm khung đế

Ống từ hệ thống đùn được đưa vào máy cưa , sau khi cử hành trình ( 14 ) xác đinh
chiều dài ống đạt yêu cầu, xylanh kep ống (8) kẹp chặt ống với khoảng thời gian tk, đồng
thời xy lanh 2 (15) bắt đầu hoạt động đẩy cụm tịnh tiến di chuyển với tốc độ cùng tốc độ
của máy đùn. Sau khoảng thời gian tk , motor quay dao cắt (6) và xylanh đẩy dao cắt (4)
bắt đầu hoạt động, cắt hết chiều dày của ống tại một điểm với khoảng thời gian tc . Sau
khoảng thời gian tc , động cơ (10) làm lồng quay quay tròn trong thời gian tp để cắt hết
chu vi ống. Sau khoảng tp, thì xy lanh kẹp nhả ra, xy lanh 2 thu về kết thúc một chu kỳ
cắt ống.
Ưu điểm:
- Cắt được các ống có đường kính lớn , có thể cắt đến Ø650 mm
- Chất lượng cắt tốt
- Có thể thay đổi đường kính ống dễ dàng
Nhược điểm:
-

Thời gian cắt ống lâu
Năng suất hạn chế
Chất lượng đường cắt kém khi tăng năng suât
Kết cấu máy phức tạp, khó chế tạo
Máy dễ bị rung
Chi phí sản xuất lớn

Trang 14


2.2.2

Phương án 2

Hình 2.2.2 – Sơ đồ nguyên lí phương án 2

Nguyên lý hoạt động:
Máy có thể chia ra thành 4 cụm sau :
-

Cụm kẹp ống
Cụm cắt ống
Cụm tịnh tiến
Cụm khung đế

Ống trong hệ thống đùn được đưa vào máy cưa , sau các cử hành trình (10) xác đinh
kích thước ống đạt yêu cầu, xylanh kep ống (8) kẹp chặt ống với khoảng thời gian tk,
đồng thời xy lanh 2 (11) bắt đầu hoạt động đẩy cụm tịnh tiến di chuyển với tốc độ cùng
tốc độ của máy đùn. Sau khoảng thời gian tk , motor quay dao cắt (6) và xylanh đẩy dao
cắt (4) bắt đầu hoạt động, cắt hết ống trong thời gian tc . Sau khoảng thời gian tc, xy lanh
kẹp nhả ra, xy lanh 2 thu về kết thúc một chu kỳ hoạt động của dao.
Ưu điểm:
- Chất lượng cắt khá tốt
- Kết cấu máy đơn giản, dễ chế tạo
Trang 15


- Chi phí sản xuất nhỏ
Nhược điểm:
- Không cắt được các ống có đường kính lớn
- Để cắt được các ống có đường kính lớn đòi hỏi máy phát có kết cấu lớn, dao cắt
phải lớn.
- Năng suất hạn chế
2.2.3

Phương án 3

Hình 2.2.3– Sơ đồ nguyên lí phương án 3
Nguyên lí hoạt động:
Máy có thể chia làm 2 cụm:
- Cụm kẹp ống
- Cụm cắt

Trang 16


Ống nhựa được đưa qua cụm cắt, khi đầu ống chạm vào công tắc hành trình kích tín
hiệu đủ chiều dài ống cần cắt để bắt đầu quá trình cắt. Các xylanh của cụm kẹp ống (3)
kẹp chặt ống. Lúc này bàn cưa di chuyển nhờ lực đẩy của ống nhựa (2) đồng thời lúc này
motor truyền chuyển động của lưỡi cắt cũng khởi động và xylanh khí nén (7) nâng cưa để
cắt ống (2). Chiều cao nâng cưa được diều chỉnh sao cho bảo đảm cắt đứt ống và được
diều khiển bằng công tắc hành trình. Sau khi cắt đứt ống xylanh (7) hạ cưa các xylanh
cụm kẹp ống (3) nhả ra, motor truyền chuyển động cắt dừng, xylanh khí nén (1) kéo bàn
cưa về vị trí ban đầu, kết thúc 1 chu kì cắt.
Ưu điểm:
-

Chất lượng cắt tốt
Thời gian cắt nhanh
Kết cấu máy đơn giản, dễ chế tạo
Chi phí sản xuất nhỏ

Nhược điểm:
- Không cắt được ống có đường kính lớn
- Để cắt được ống có được ống có đường kính lớn đòi hỏi máy phải có kết cấu lớn,
dao cắt phải lớn

So sánh ưu nhược điểm của các phương án thiết kế trên kết hợp yêu cầu của máy đề
ra em quyết định chọn phương án 3

Trang 17


CHƯƠNG 3. TÍNH TOÁN THIẾT KẾ MÁY
3.1 Tính toán động học của cơ cấu
3.1.1

Sơ đồ động học máy cắt

Hình 3.1.1– Sơ đồ động học máy cắt ống nhựa
Nguyên lí hoạt động:
Máy có thể chia làm 2 cụm:
- Cụm kẹp ống
- Cụm cắt
Ống nhựa được đưa qua cụm cắt, khi đầu ống chạm vào công tắc hành trình kích tín
hiệu đủ chiều dài ống cần cắt để bắt đầu quá trình cắt. Các xylanh của cụm kẹp ống (3)
kẹp chặt ống. Lúc này bàn cưa di chuyển nhờ lực đẩy của ống nhựa (2) đồng thời lúc này
motor truyền chuyển động của lưỡi cắt cũng khởi động và xylanh khí nén (7) nâng cưa để
cắt ống (2). Chiều cao nâng cưa được diều chỉnh sao cho bảo đảm cắt đứt ống và được
diều khiển bằng công tắc hành trình. Sau khi cắt đứt ống xylanh (7) hạ cưa các xylanh
Trang 18


cụm kẹp ống (3) nhả ra, motor truyền chuyển động cắt dừng, xylanh khí nén (1) kéo bàn
cưa về vị trí ban đầu, kết thúc 1 chu kì cắt.
3.1.2

Phân tích động học cơ cấu:

Bàn cắt bao gồm cụm cắt ống và cụm kẹp ống, bàn cưa trượt tịnh tiến trên các ray
trượt, cụm cắt ống trượt thẳng đứng từ dưới lên trên để cắt ống hướng kính.

Hình 3.1.2a – Sơ đồ nguyên lí cụm kẹp
Trong quá trình cắt ống nhựa được kẹp chặt vào bàn cưa, bàn cưa di chuyển nhờ lực
đẩy của ống nhựa, vận tốc bàn cưa bằng vận tốc di chuyển của ống nhựa.

Trang 19