Thiết kế và chế tạo máy uốn đai thép xây dựng

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
KHOA CƠ KHÍ

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

ĐỀ TÀI:

THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO MÁY UỐN ĐAI
THÉP XÂY DỰNG

Người hướng dẫn: ThS. TRẦN MINH CHÍNH
Sinh viên thực hiện: NGUYỄN TẤN NGUYÊN
PHẠM THANH PHI

Đà Nẵng, 2019


Thiết kế và chế tạo máy uốn đai thép xây dựng

Mục Lục
TÓM TẮT .................................................................................................................................................. iii
LỜI NÓI ĐẦU.............................................................................................................................................2
CAM ĐOAN ................................................................................................................................................3
MỞ ĐẦU ......................................................................................................................................................4
CHƯƠNG I: CÁC VẤN ĐỀ CHUNG: ...................................................................................................5
1.1.

Trình bày tổng quan về máy uốn đai thép xây dựng: ............................................5

1.1.1.

Tình hình sử dụng thép trên thế giới và trong nước: ...................................5

1.1.2: Thực trạng của máy duỗi và uốn đai thép trên thế giới và trong nước: ...9
1.2.

Nguyên lý làm việc và các yêu cầu đối với máy uốn đai: .................................. 13

1.2.1.

Hoạt động duỗi thẳng thép: ................................................................................... 13

1.2.2.

Hoạt động uốn thép:.................................................................................................. 14

1.2.3.

Hoạt động cắt: .............................................................................................................. 14

1.2.4.

Các yêu cầu đối với máy uốn đai: ........................................................................ 14

1.3.

C
C

R

L
T.

Tính tốn các thơng số kỹ thuật của máy: ............................................................... 15

DU

1.3.1. Cơ cấu duỗi: ...................................................................................................................... 15
1.3.2. Cơ cấu uốn thép: ............................................................................................................ 19
1.3.3. Cơ cấu cắt thép: .............................................................................................................. 20
1.3.4. Tính chọn động cơ cho cơ cấu uốn và cắt: .......................................................... 20
CHƯƠNG II: THIẾT KẾ MÁY UỐN ĐAI ....................................................................................... 22
2.1. Phân tích chọn phương án truyền động:...................................................................... 22
2.2. Thiết kế các cơ cấu truyền động: ..................................................................................... 23
2.2.1. Thiết kế bộ truyền cho cơ cấu uốn và cơ cấu cắt: ........................................... 23
2.2.2. Bộ truyền đai qua trục trung gian .......................................................................... 23
2.2.3. Tính bộ truyền đai từ trục trung gian qua trục cắt: ....................................... 27
2.2.4.

Tính chọn bộ truyền xích cho trục uốn: ........................................................... 30

2.2.5.

Tính sức bền trục quay cụm duỗi: ...................................................................... 34

2.2.6.

Tính sức bền trục trung gian của cụm cơ cấu uốn và duỗi: ..................... 38

2.2.7.

Thiết kế gối đỡ ổ trục: .............................................................................................. 42

2.2.8.

Tính toán sức bền then trên trục: ....................................................................... 43

2.2.9.

Ly hợp: ............................................................................................................................ 43

2.3.

Thiết kế bản vẽ lắp máy: .................................................................................................. 47

SVTH: Nguyễn Tấn Nguyên – Lớp 14C1B
Phạm Thanh Phi – Lớp 14C1B

Hướng dẫn: ThS. Trần Minh Chính

i


Thiết kế và chế tạo máy uốn đai thép xây dựng

2.3.1.

Giới thiệu phần mền Solidworks:........................................................................ 47

2.3.2.

Thiết kế bản vẽ lắp máy: ......................................................................................... 47

2.4.

Trang bị điện: ....................................................................................................................... 53

2.4.1.

Các phần tử và thiết bị điều khiển: ..................................................................... 53

CHƯƠNG III: CHẾ TẠO MÁY ........................................................................................................... 58
3.1. Xây dựng bản vẽ và chế tạo chi tiết: ............................................................................... 58
3.2. Quy trình lắp ráp và chạy thử máy: ................................................................................ 63
3.3. Quy trình vận hành máy: ..................................................................................................... 63
3.3.1. Kiểm tra cụm duỗi:......................................................................................................... 64
3.3.2. Kiểm tra cụm uốn và căt:............................................................................................ 64
3.3.3. Hệ thống điều khiển điện ........................................................................................... 64
CHƯƠNG IV: ĐÁNH GIÁ VÀ KẾT LUẬN ..................................................................................... 65

C
C

4.1. Xác định giá thành máy:....................................................................................................... 65

R
L
T.

4.2. Ưu nhược điểm của máy, phương hướng cải tiến máy: ........................................ 65

TÀI LIỆU THAM KHẢO ...................................................................................................................... 67

DU

SVTH: Nguyễn Tấn Nguyên – Lớp 14C1B
Phạm Thanh Phi – Lớp 14C1B

Hướng dẫn: ThS. Trần Minh Chính

ii


Thiết kế và chế tạo máy uốn đai thép xây dựng

TÓM TẮT

Tên đề tài: Thiết kế và chế tạo máy uốn đai thép xây dựng.
Sinh viên thực hiện: Nguyễn Tấn Nguyên MSSV: 10114010 Lớp:
Phạm Thanh Phi

14C1B

MSSV: 101140104 Lớp: 14C1B

Nội dung tóm tăt
1. Xuất ph t t y u
dựn

u thự tế: n

i lao đ n

Do v y nh m m nh n nhi m vụ thiết kế

n đạt n n suất ao tron

xây

hế tạo m y uốn đai thép xây dựn

Tron qu tr nh hế tạo nh m m đ tham kh o m t số m y ẻ đai tron thự tế v
m t số t i li u

li n quan

2 Phạm vi n hi n

u

C s l thuyết v qu tr nh du i uốn v
thiết kế v
3

:

ph n l thuyết

R
L
T.

DU

Giới thi u v m y du i m y uốn v
C

t

hế tạo m y uốn đai thép xây dựng.

ết qu đạt đ

hế du i th n

C
C

a đ t i tốt n hi p:

ụm uốn v

t thép dây tự đ n

t thép dây tự đ n

ph n thiết kế m y
Phân t h lựa h n ph

n

n thiết kế

Thiết kế s đ đ n
Thiết kế v t nh to n ho
Thiết kế

kết ấu h nh

am y

ụm kết ấu kh

Ph n hế tạo
Chế tạo m y
Chạy th
H ớn

kh

phụ l i ph t sinh

d n l p đ t v n h nh

SVTH: Nguyễn Tấn Nguyên – Lớp 14C1B
Phạm Thanh Phi – Lớp 14C1B

o d

n

v

an to n khi s

dụn

Hướng dẫn: ThS. Trần Minh Chính

m y

iii


Thiết kế và chế tạo máy uốn đai thép xây dựng

C
C

R
L
T.

DU

SVTH: Nguyễn Tấn Nguyên – Lớp 14C1B
Phạm Thanh Phi – Lớp 14C1B

Hướng dẫn: ThS. Trần Minh Chính

1

Thiết kế và chế tạo máy uốn đai thép xây dựng

LỜI NĨI ĐẦU
Tr ớc hết em xin bày tỏ lịng biết n sâu s c nhất đến các Th y Cô i o tr
Đại h
h khoa Đ Nẵn đ hỉ dạy chúng em t n t nh tron 5 n m h c qua.

ng

Chún m ũn xin m n
Th y Cô giáo trong khoa C
h n nh Côn
Ngh Chế Tạo M y tr n Đại h
h khoa Đ Nẵn đ nh c nh
iúp đ , tạo m i
đi u ki n thu n l i cho chúng em trong suốt th i ian l m đ tài tốt nghi p.
Đ c bi t chúng em xin chân thành c m n Th y giáo ThS. Tr n Minh Chính
tr n Đại h
h khoa Đ Nẵn đ nhi t tình chỉ dạy h ớng d n iúp đ chúng
em trong suốt th i ian l m đ tài tốt nghi p.
Em xin chân thành c m n Th y cô giáo b môn đ
để đ c, nh n xét, duy t đ án c a chúng em.

ỏ th i gian quý báu c a mình

C
C

Cuối cùng em xin bày tỏ lịng biết n đến các Th y là ch tịch H i đ ng b o v và
y viên H i đ n đ ỏ th i gian quý báu c a m nh để đ c, nh n xét và tham gia H i
đ ng chấm đ án này.

R
L
T.

DU

SVTH: Nguyễn Tấn Nguyên – Lớp 14C1B
Phạm Thanh Phi – Lớp 14C1B

Hướng dẫn: ThS. Trần Minh Chính

2


Thiết kế và chế tạo máy uốn đai thép xây dựng

CAM ĐOAN
L i am đoan “ Tôi xin am đoan đ t i đ án tốt nghi p này là cơng trình do
chính nhóm tơi tự tính tốn thiết kế và chế tạo. Chúng tôi không sao chép bất kỳ m t
bài viết n o đ đ c công bố mà khơng trích d n ngu n gốc. Nếu có bất kỳ m t sự vi
phạm nào, chúng tôi xin hoàn toàn tự chịu trách nhi m”
Đà Nẵng, ngày 24 tháng 5 năm 2019.
Nhóm sinh viên thực hi n:
Nguyễn Tấn Nguyên
Phạm Thanh Phi

C
C

R
L
T.

DU

SVTH: Nguyễn Tấn Nguyên – Lớp 14C1B
Phạm Thanh Phi – Lớp 14C1B

Hướng dẫn: ThS. Trần Minh Chính

3


Thiết kế và chế tạo máy uốn đai thép xây dựng

MỞ ĐẦU

Ngành chế tạo m y đ n m t vai trị quan tr ng trong cơng cu c cơng nghi p hoá
và hi n đại ho đất n ớc hi n nay, với nhi m vụ chính là thiết kế, chế tạo những các
thiết bị ph

n ti n máy móc phục vụ cho s n xuất và trong sinh hoạt Để l m đ

đi u n y n
nhữn ph

i kỹ s
n

n có kiến th

c

đ sâu và r n để có thể phân t h đ xuất

n nhằm gi i quyết tốt những vấn đ trong thiết kế ũn nh

hế tạo.

T những thực tế là sinh viên c a ngành Công ngh chế tạo m y sau 5 n m h c,
hún

m đ t h lũy đ

c m t số kiến th c v thiết kế và chế tạo m y Để c ng cố và

bổ sung thêm những kiến th
hún

mđ đ

đ h

C
C

v để áp dụng những kiến th

R
L
T.

đ v o thực tế

c nh n và thực hi n đ án tốt nghi p với đ tài “Thiết kế và chế tạo

máy uốn đai thép xây dựng”.

DU

Tron đ án tốt nghi p này chúng em v a tính tốn v lý thuyết, v a chế tạo máy
ho n n ũn

p khôn

t kh kh n Tron suốt qu tr nh l m đ án, nh sự h ớng

d n t n tình c a th y Trần Minh Chính và sự iúp đ nhi t tình c a các th y trong
khoa cho nên chúng em đ ho n th nh tốt đ tài. Chúng em xin chân thành!
Đ án tốt nghi p n y l
s thực thụ Đây ũn
mình

tr

n

Chún

ớc ngo t cuối ùn để chúng em tr thành những kỹ

h nh l
mđ

h i cuối ùn để chúng em thể hi n kh n n
ố g ng hết s

a

m nh để hoàn thành tốt đ t i n y Tuy

nhi n tron qu tr nh l m đ án thì khơng thể khơng có những sai sót, kính mong các
th y t n tình chỉ b o để giúp chúng em s a chữa những khuyết điểm, những khúc m c
còn t n tại và có thêm kinh nghi m thực tiễn để sau khi ra tr
đ

ng chúng em làm vi c

c tốt h n
Đà Nẵng, ngày 12 tháng 5 năm 2019
Nhóm sinh viên thực hi n:
Nguyễn Tấn Nguyên
Phạm Thanh Phi

SVTH: Nguyễn Tấn Nguyên – Lớp 14C1B
Phạm Thanh Phi – Lớp 14C1B

Hướng dẫn: ThS. Trần Minh Chính

4


Thiết kế và chế tạo máy uốn đai thép xây dựng

CHƢƠNG I: CÁC VẤN ĐỀ CHUNG:

Trình bày tổng quan về máy uốn đai thép xây dựng:

1.1.

1.1.1. Tình hình sử dụng thép trên thế giới và trong nƣớc:
a. Tình hình sử dụng thép trên thế giới:
Ngày nay thép là thiêt bị, dụng cụ không thể thiếu đối với on n
chúng ta có thể dễ dàng tìm thấy chúng kh p m i n i tr n
xe máy, tàu th y, nhà c a hay đ dùn
sự tiến hóa c a lo i n
on n

i,

thiết bị ơ tơ,

ia đ nh… Thép ịn đ n

p tron

i. Có thể nói t m quan tr ng c a s t thếp đối với

i là rất lớn.

C
C

Theo số li u báo cáo c a 66 n ớc g i tới Hi p h i Thép Thế giới
(Worldsteel), s n l
so với l

R
L
T.

ng thép thô đ đạt 1,88 tỷ tấn tron n m 2018 t n 4 6%

ng thép thơ trên tồn c u trong n m 2017

DU

Hình 1.1: S n l

ng sẩn xuất thép thơ c a các khu vự t nh đến n m 2016

Trung Quốc là quốc gia s n xuất thép lớn nhất thế giới, chiếm g n 50%
s nl

ng s n xuất toàn thế giới Tron

iai đoạn 2010 đến nay, sự phát triển

c a ngành thép chuyển d n t các quố

ia đ ph t triển (B c Mỹ, châu Âu)

san

đan ph t triển là Trung Quốc, Ấn Đ và hi n nay là các quốc gia

Đôn Nam Á T n m 2005 đến n m 2017 t n tr
l

ng s n xuất thép đ

i m mạnh l n l

ng c v nhu c u và s n

t 6,2% xuống 2,5% và t 6,8%

xuống 2,1%.

SVTH: Nguyễn Tấn Nguyên – Lớp 14C1B
Phạm Thanh Phi – Lớp 14C1B

Hướng dẫn: ThS. Trần Minh Chính

5

Thiết kế và chế tạo máy uốn đai thép xây dựng

Hình 1.2: s n xuất và suất khẩu thép trên thế giới t nh đến n m 2017
Tron n m 2017 Trung Quốc v n là quố
khẩu thép với s n l

ng 75 tri u tấn t

thép xuất nh p khẩu trên thế giới. Quố
kho n 14% Đ n

ia đ n đ u thế giới v xuất

n đ

n kho ng 27% s n l

C
C

ia đ ng th 2 là Nh t B n, chiếm

R
L
T.

hú

ng

H n Quố tuy đ ng th 3 thế giới v s n l

ng

xuất khẩu với 31 tri u tấn. Tuy nhiên, nếu xét v xuất khẩu thu n (xuất khẩu

DU

– nh p khẩu), Hàn Quốc chỉ đ ng th 6 với 12 tri u tấn.
Hi n tại, Mỹ v n là quốc gia nh p khẩu thép nhi u nhất thế giới, với s n
l

ng 35 tri u tấn tron n m 2017 Nh m

n ớ đan ph t triển đ c bi t

khu vự Đôn Nam Á (Th i Lan Vi t Nam Indon sia) đan tron
t n tr

iai đoạn

ng mạnh. Tại các quốc gia này, nhìn chung nhu c u xây dựng v n

cịn rất lớn, và c n ph i nh p khẩu khá nhi u s n phẩm thép.
b. Tình hình sử dụng thép tại Việt Nam:
T

iai đoạn 2015 tới nay, Vi t Nam xuất khẩu kho n 20% l

s n xuất n i địa Tron n m 2017 Vi t Nam s n xuất đ
thép, và xuất khẩu đ

c 4,7 tri u tấn Nh v y, thị tr

ng thép

h n 22 tri u tấn
ng xuất khẩu chiếm

21,4% tổng s n xuất thép c a Vi t Nam tron đ thị tr

ng chính là các

n ớc trong khối ASEAN - đ c bi t là Campuchia, Malaysia, Indonesia, và
Thái Lan – chiếm h n 50% tổn l
và 3 với 11% và 9% tổn l

SVTH: Nguyễn Tấn Nguyên – Lớp 14C1B
Phạm Thanh Phi – Lớp 14C1B

ng thép xuất khẩu, Mỹ v EU đ ng th 2

ng thép xuất khẩu.

Hướng dẫn: ThS. Trần Minh Chính

6

Thiết kế và chế tạo máy uốn đai thép xây dựng

Hình 1.4: Thị tr

Hình 1.3: S n xuất và xuất khẩu thép c a
Vi t Nam

chính c a Vi t Nam

Ngành thép m c dù v y v n chịu t
n ớc mà còn tới t l
thị tr

đ n d

C
C

un khôn

hỉ do công suất trong

R
L
T.

ng thép nh p khẩu đ c bi t là thép Trung Quốc khi đây luôn l

ng thép nh p khẩu chính vào Vi t Nam với tỷ tr ng quanh m c 50% trong các

DU

n m qua Điểm tích cực nhất là s n l
sụt gi m nh vào s n l

ng thép nh p khẩu t Trung Quốc có tín hi u

ng bổ sung HRC t Formosa tron n m 2017 Xu h ớng này

có thể sẽ tiếp tục trong th i gian tới nh vào s n l
tiếp tụ

ng xuất kh u thép

ia t n tron

n m tới khi Formosa đ

ng HRC c a Formosa và HPG sẽ
ia t n

ôn suất và HPG Dung

Quất m r ng trong 2019.
Tổng s n l

ng tiêu thụ thép xây dựn 6 th n đ u n m 2018 đạt 4,9 tri u tấn

(+16,3% yoy). Những doanh nghi p đ u ngành có l i thế v quy mơ nh HPG POM
tiếp tục có m

đ t n tr

doanh thu t n tr
còn l i nhu n bất th

ng l i nhu n tốt đi ùn t n tr

ng doanh thu. TIS tuy

n 35% nh n LNST lại gi m 43% so với cùng kỳ, do không
n

Hai tr

ng h p đ c bi t tron lĩnh vực s n xuất thép này là

VIS và DNY, với doanh thu gi m 10 – 14% và báo l , trong khi cùng kỳ v n có lãi.

SVTH: Nguyễn Tấn Nguyên – Lớp 14C1B
Phạm Thanh Phi – Lớp 14C1B

Hướng dẫn: ThS. Trần Minh Chính

7


Thiết kế và chế tạo máy uốn đai thép xây dựng

Hình 1.5: Thị ph n thép xây dựng tại Vi t Nam

c. Thép xây dựng:
Theo phạm vi s dụng théo cacbon có hai loại: thép a on th
chất l

ng tốt Thép a on th

ng

C
C

dạng qua cán nóng (tấm, cây, thanh, thép

h nh…) h yếu để dùng trong cây dựng.

R
L
T.

Th o TCVN 1765 : 1975 thép a on th
cacbon th

n đ

c chia thành 3 loại A, B, C. Thép

ng loại A là loại thép chỉ quy định v

DU

ng và thép cacbon

t nh Ti u huẩn Vi t Nam

(TCVN 1765: 1975) quy định mác thép loại này ký hi u là CT, con số đi ùn
b n giới hạn. Ví dụ Thép CT31 l Thép
Thép a

on th

hỉ đ

đ giới hạn b n tối thiểu là 310 N/mm2.

ng loại A có các loại mác theo b ng 1-1

Bảng 1-1 Các loại mác thép theo tiêu chuẩn Nga và Việt Nam.
M

thép (số hi u)

Giớ hạn b n , N/mm2

Đ gi n d i t

Nga

Vi t Nam

CT0

CT31

CT1

CT33

320 – 420

31

CT2

CT34

340 – 440

29

CT3

CT38

380 – 490

23

CT4

CT42

420 – 540

21

CT5

CT51

500 – 640

17

CT6

CT61

600

12

n đối

,%
310

20

Thép cacbon loại B là thép chỉ quy định v thành ph n hóa h c.

SVTH: Nguyễn Tấn Nguyên – Lớp 14C1B
Phạm Thanh Phi – Lớp 14C1B

Hướng dẫn: ThS. Trần Minh Chính

8


Thiết kế và chế tạo máy uốn đai thép xây dựng

Tiêu chuẩn Vi t Nam (TCVN 1765:1975) quy định mác thép loại này ký hi u là
BTC, con số kèm theo v n chỉ đ b n giới hạn nh thép a on th
quy định nh

thành ph n hóa h

ng loại A, cịn

ng 1-2.

Bảng 1-2 Thơng số Mác thép tại Việt Nam
H ml

Mác thép (số hi u)
Nga

Vi t Nam

C,%

ng nguyên tố
Mn,%

S

P

(không lớn

(không lớn

h n %)

h n %)

CT0

BTC31

0,23

-

0,06

0,07

CT1

BTC33

0,06 – 0,12

0,25 – 0,5

0,05

0,04

CT2

BTC34

0,09 – 0,15

0,25 – 0,5

0,05

0,04

CT3

BTC38

0,14 – 0,22

0,3 – 0,65

0,05

0,04

CT4

BTC42

0,18 – 0,27

0,4 – 0,7

0,05

0,04

Thép a on th
loại thép n y
thép a on th

C
C

R
L
T.

ng loại C l thép quy định c v

DU

t nh nh thép a on th

t nh v th nh ph n hóa h c,

ng loại B. Tiêu chuẩn Vi t Nam (TCVN 1765: 1975) quy định mác

thép loại này ký hi u là CTC con số đi kèm hỉ giới hạn quy định nh
thành ph n hóa h

nh

ng loại A và có thành ph n hóa h

quy định nh

ng 1-1 và có

ng 1-2.

1.1.2: Thực trạng của máy duỗi và uốn đai thép trên thế giới và trong nƣớc:
a. Thực trạng máy duỗi uốn đai thép trên thế giới:
Hi n nay trên thế giới thép đ

c s dụng r ng rãi trong các ngành công nghi p và

trong xây dựng trang trí n i thất với nhi u ch ng loại thép kh
ũn rất đa dạng, nh n thấy đ

nhau

đ

ng kính

c t m quan tr ng c a s t thép chính vì v y vi c chế tạo

máy du i, c t phù h p t n n n suất với nhu c u rất c n thiết. Trên thế giới hi n nay
máy du i, c t rất đa dạng nhỏ g n, t bằn tay ho đến các máy lớn s dụn đ n
th y lực r i đến NC hay CNC có thể du i, c t và uốn với nhi u bán kính khác nhau
với đ

h nh x

v n n suất cao.

Máy du i, c t, uốn tự d ng th y lự đi u khiển bằn đ n
x

ao k h th ớc s t t

n đối lớn m y đ

c s dụng d n

s rvo

đ

chính

th y lực vì v y tạo ra

lực c t tác dụng lên s t đ n đ u ít sinh ra khuyết t t trong khi c t, du i đi u khiển
SVTH: Nguyễn Tấn Nguyên – Lớp 14C1B
Phạm Thanh Phi – Lớp 14C1B

Hướng dẫn: ThS. Trần Minh Chính

9


Thiết kế và chế tạo máy uốn đai thép xây dựng

m y t ớn đối đ n i n s dụng bằn
hành trình vì v y nên s t đ

n đạp chân, máy c t máy du i có s dụng

c du i c t theo các chi u d i kh

du i này hoàn toàn tự đ ng, và bán tự đ n n

nhau Nh n m y

t,

i công nhân chỉ vi c cấp phơi.

C
C

R
L
T.

DU

Hình 1.6: Máy du i, c t thép s n xuất tại Trung Quốc.
Bảng 1-3 Thông số kỹ thuật cảu máy bẻ đai thép GT4
Thông số

Hydralic GT4-14

Hydralic GT4-14

Hydralic

(Max, Model)

(Regular, Model)

GT4-14C
(Update, Model)

Đ

Φ4 – Φ14mm

Φ4 – Φ14mm

Φ4 – Φ14mm

Tố đ làm vi c

30 – 50m/min

28 – 45m/min

50 – 65m/mm

Chi u dài c t

800 – 9000mm

800 – 9000mm

1000- 8600mm

Sai số c t

+ 10mm

+ 10mm

+ 10mm

kéo

3kw – 4p

3kw – 4p

4kw – 4p

ép tốc

7,5kw – 4p

7,5kw – 4p

7,5kw – 4p

3kw – 4p

3kw – 4p

4kw – 4p

3800Kg

3500Kg

4200Kg

Đ n
Đ n

ng kính

Đ n

Tổng tr n l

t
ng

SVTH: Nguyễn Tấn Nguyên – Lớp 14C1B
Phạm Thanh Phi – Lớp 14C1B

Hướng dẫn: ThS. Trần Minh Chính

10


Thiết kế và chế tạo máy uốn đai thép xây dựng

C
C

R
L
T.

Hình 1.7: Máy uốn sắt TOYO Nhật Bản.
b. Thực trạng máy duỗi uốn đai thép tại Việt Nam:
trên thị tr

DU

n đ

nhi u máy du i, c t và bẻ đai s t hi n đại v

ho n n suất

cao. Tuy nhiên tình hình s n xuất thực tại v n phổ biến nhi u hình th c s n xuất th
công máy bẻ bán tự đ ng hay chỉ gi i quyết m t khâu uốn, du i hay c t. Các khâu này
hoạt đ n đ c l p với nhau nên tiêu tốn nhi u th i gian và nhân công. Vi c tiêu tốn
nhi u th i gian sẽ nh h

ng tới tiến đ thi công các cơng trình.

Hình 1.8: Cơng nhân đang kéo thép từ máy duỗi.

SVTH: Nguyễn Tấn Nguyên – Lớp 14C1B
Phạm Thanh Phi – Lớp 14C1B

Hướng dẫn: ThS. Trần Minh Chính

11


Thiết kế và chế tạo máy uốn đai thép xây dựng

Hình 1.9: Cơng nhân cắt thép bằng máy cắt bằng tay.
Hi n nay n ớ ta ũn

m t số công ty s n xuất máy uốn nh C S Chế

Tạo Thiết Bị Máy Công Nghi p Thùy D

n tại An Thu n B nh D

C
C

c u và chế tạo máy thành công máy bẻ đai thép tự đ n TD08 Đ

R
L
T.

n

Đ n hi n

c thiết kế bằng các

vi mạch kết h p cùng h thống th y lực nên máy bẻ đai thép TD08 ho n to n hạy
bằng tự đ n

thao t

đ n i n ho n

DU

i v n hành. T q trình thép cu n qua

dàn lơ n n th ng tự đ ng tới b ph n bẻ và c t đai đ đ
cho các nhà th u gi m thiểu tối đa đ

c l p trình sẵn cho nên giúp

c m c nhân công và tiến đ

ũn nh hi u qu

c a công vi c cho cơng trình.
Đ

điểm chung c a máy: Máy bẻ đai thép TD08 đ

cho bẻ đai thép thu c ngành kết cấu thép xây dựn
đ

đ

c thiết kế chuyên dụng

ng kính t (Φ6 – Φ8)mm ẻ

đai thép đai vuôn v đai h nh hữ nh t k h th ớ đai t (100 × 100) mm

đến (800 × 800) mm dễ dàng s dụng phù h p với tr nh đ c a
ôn tr

n

i th tại các

ng.

Hình 1.10: Máy bẻ đai thép TD08.

SVTH: Nguyễn Tấn Nguyên – Lớp 14C1B
Phạm Thanh Phi – Lớp 14C1B

Hướng dẫn: ThS. Trần Minh Chính

12


Thiết kế và chế tạo máy uốn đai thép xây dựng

Dàn lô n n th n : Đ m y ẻ đ

oi nh man m t

t nh n n s dụn đ n i n thay thế dễ d n v đ c bi t
M t số m y kh

ớc c i tiến v

t tr i bỏi

đ b n cao

nh m y ẻ đai tự đ ng do Công ty TNHH H ng Phúc Lâm có

trụ s tại Qu n Bình Thạnh, TP. HCM, máy có kh n n

k h th ớc cạnh dàu nhất đến 800 mm đ

ẻ n ng uốn đ

đai thép

n k nh Φ8 mm M y ẻ đai s t thép tự

đ ng do Công ty cổ ph n máy xây dựng Phúc Long s n xuất, thao tác hoàn toàn tự
đ ng do l p trình sẵn trên màn hình.
c. Các loại đai thép:
Hi n nay trên thị tr
đai h nh vuôn

đai h nh hữ nh t đai tam i

l đai h nh h nh vn
kho n

ng có rất nhi u loại đai v h nh d n v k h th ớc c nh l
đai h nh hữ nh t

đai hữ C… Tuy nhi n phổ biến v n
k h th ớ đai phụ thu c vào d m và

C
C

h đ u đai đến góc giáp là 50.

R
L
T.

DU

Hình 1.11: đai hình chữ nhật và đai hình vng.

1.2.

Ngun lý làm việc và các u cầu đối với máy uốn đai:

1.2.1.

Hoạt động duỗi thẳng thép:

Thép cu n sau khi ra khỏi khn lị th khơn đ
thành t ng cu n vì thế n

c n n th n m đ

i ta g i đ l thép u n. Thép cu n đ

phổ biến trong xây dựng, nó có thể đ

c uốn th nh đai hay

kết th nh l ới để đổ d m, sàn. S dĩ loại thép n y đ

c cu n tròn

c s dụng nhi u và
h nh dạn kh

đ

c

c cu n trịn là vì nó có kích

th ớc nhỏ và chi u dài rất lớn n n để thu n ti n trong quá trình luy n thép và v n
chuyển thép đến n i thi ôn th ph i cu n thép thành t ng cu n trịn.
Để thép cu n có thể s dụn đ

th n

i công nhân ph i tiến hành du i thằng

thép. Du i thép có nhi u cách,có thể l dùn

úa đ p th ng, dùng thép bu c vào gốc

cây r i dùng xe t i kéo để du i th n

m

SVTH: Nguyễn Tấn Nguyên – Lớp 14C1B
Phạm Thanh Phi – Lớp 14C1B

dùn

để bẻ…

Hướng dẫn: ThS. Trần Minh Chính

13


Thiết kế và chế tạo máy uốn đai thép xây dựng

Đ

hỉ l

hn

i ta th

ng s dụn n y x a Còn ây i n

s dụng các máy n n để làm cho s n phẩm thép cu n tr thành
dài, thu n ti n khi s dụng thép vào các mụ đ h kh
Trong b n thiết kế n y thép đ

i ta ph i

đoạn thép th ng

nhau đ m b o đ

c yêu c u.

c du i bằng máy du i thép tự đ ng g n trên h

thống máy uốn đai
Hoạt động uốn thép:

1.2.2.

Trong thực tế s n xuất hi n nay, đai thép xây dựng ch yếu v n đan l uốn bằng
tay. Với cách th

n y n

i công nhân ph i tr i qua ôn đoạn du i thép và c t thép

ra t n đoạn théo k h th ớ l

n tr ớc. Tiếp đến, công nhân ph i dùn

n v đ

để ng i uốn t n đai thép m t theo hình dan định sẵn.
Với ph

n th c này, hoạt đ ng hoàn toàn th

ơn n n đ chính xác và tố đ

C

C

hồn tồn phụ thu c vào tay ngh c a công nhân và chất l
c t thép Đ b n c a đai thép khôn đ

đ mb ov

R
L
T.

du i ra uốn lại.

ng c a ôn đoạn du i và

ôn nhân th

ng uốn sai r i

đây h thống sẽ thiết kế sao cho thép sau khi du i l p t

Vì v y,

vào h thống uốn đ

DU

c v n hành hoàn toàn tự đ ng. H thống sẽ l n l

đ

đ a

t uốn s t định

hình theo dạng hình vng ho c chữ nh t khép kín. Sau khi hồn thành cơng đoạn uốn,
h thống c t sẽ hoạt đ n để c t r i đai thép ra khỏi cu n v đ a ra n o i
Để l m đ
chi u d i để

c cơng vi c này, h thống có s dụng các cơng t
đai s n phẩm có thể đạt đ

v

n ord r đo

k h th ớc chính xác và các góc cạnh đ

tiêu chuẩn.
Hoạt động cắt:

1.2.3.

Thay vì c t thép bằn kéo nh đ i th
thép đ đ

ng thì máy c t thép hồn tồn tự đ ng. Khi

c uốn th nh đai h thốn đi u khiển sau khi đếm đ số cạnh uốn thì sẽ

thực hi n nhi m vụ tách ly h p ho

ấu c t hoạt đ n để c t r i đai thép ra.

Ở đây ta thực hi n ôn đoạn c t bằn đ n
đ ng c a đ n

so với trục.

Thép sau khi uốn th nh đai v đ
1.2.4.

với ly hớp có tác dụng tách chuyển

c c t r i thì sẽ tự đ n r i v o thanh h a.

Các yêu cầu đối với máy uốn đai:

 Các chỉ tiêu về hiệu quả sử dụng
- Đối với máy sau khi thiết kế ph i đạt các chỉ tiêu v hiểu qu s dụng:
SVTH: Nguyễn Tấn Nguyên – Lớp 14C1B
Phạm Thanh Phi – Lớp 14C1B

Hướng dẫn: ThS. Trần Minh Chính

14


Thiết kế và chế tạo máy uốn đai thép xây dựng

- Có kh n n

loại đai thép

đ

- Chi phí s n xuất và chuyển giao
- Máy thiết kế ph i

ng kích t 6mm đến 8mm.
m c tối thiểu.

n n suất và hi u qu cao, ít tốn n n l

ng, k h th ớc

máy phù h p hi ph đ u t thấp và v n hành máy dễ dàng.
 Khả năng làm việc
- Xét v kh n n l m vi c máy c n đạt đ

n n đ định mà v n giữ đ

đ b n, không

ũn nh h nh dạng c a máy, ngoài ra v n giữ đ

c sự ổn định, có

- Máy có thể hồn thành các ch

thay đổi k h th ớ
tính b n mòn, chịu đ

c nhi t và chấn đ ng.

- V n hành dễ dàng
- Để m y

c các yêu c u sau:

c chế d tự đ ng và chế đ bằng tay

đ kh n n l m vi c c n x

định h nh d n

k h th ớc chi tiết

C
C

máy, ch n v t li u thích h p chế tạo và s dụng các bi n ph p t n
luy n …

n nh nhi t

R
L
T.

 Độ tin cậy

hi đ nh i v đ tin c y c n xét tới:

DU

- Đ tin c y là tính chất c a máy v a đ m b o ôn n n thiết kế đ ng th i v n
giữ đ
l

n

vi

c các chỉ tiêu v s dụn ( nh n n suất công suất, m
đ

h nh x

đ tiêu thụ n n

…) tron suốt quá trình làm vi c ho c trong q trình thực cơng

đ quy định.
- Đ tin c y đ

đ

tr n

i xác suất làm vi c khơng hỏng hóc trong m t th i

ian quy định ho c quá trình thực hi n cơng vi c.
 An tồn trong sử dụng
M t kết cấu làm vi
kết cấu đ khôn

an to n

ây ra tai nạn nguy hiểm ho n

h hại cho thiết bị, nhà c a v

1.3.

n hĩa l tron đi u ki n s dụn
đối t

i s dụn

nh th

ng thì

ũn nh khơn

ây ra

ng xung quanh.

Tính tốn các thơng số kỹ thuật của máy:

1.3.1. Cơ cấu duỗi:
Tính tốn cơng suất động cơ
Vi c tính tốn lựa ch n cơng suất đ n
- Đ n

ph i thỏa m n a đi u ki n sau:

khôn ph t n n qu nhi t đ cho phép.

- Có kh n n qu t i trong th i gian ng n
SVTH: Nguyễn Tấn Nguyên – Lớp 14C1B
Phạm Thanh Phi – Lớp 14C1B

Hướng dẫn: ThS. Trần Minh Chính

15


Thiết kế và chế tạo máy uốn đai thép xây dựng

- Có momem m m y đ lớn để th ng momen c n an đ u c a phụ t i khi mới
kh i đ ng.
Để ch n công suất đ n
N ct 

đi n, c n tính cơng suất c n thiết:

N



G i: N là công suất làm vi c;
𝜂 là hi u suất chung
Nct là công suất c n thiết

  1.2
𝜂1 = 0,94 hi u suất ổ l n
𝜂2 = 0,955 hi u suất b truy n đai
Đề tài tính tốn cho loại thép từ Φ8, tính tốn
Có nhi u ph
ph

n ph p để x

R
L
T.

n ph p Xmirnow [2]
Các gi thiết đ n u:

C
C

định lực tác dụng lên máy du i nh n

đây dùn

DU

 Momen tác dụng lên con l n th 2, 4 và 7, 9 bằng nhau và bằng momen biến
dạng dẻo.

 Momen tác dụn l n đ
 Con l n th nhất v

on l n th 3, 8 bằng nhau và bằn mom n đ n h i.

on l n uối cùng không chịu momen uôn.

Lực du i.
Tổng áp lực tác dụng lên toàn b

on l n

 Pi  (2n  4)( P1  Pn )
P 

4(n  2)
(M s  M w )
t

Momen chống uốn dẻo:
S

d3
 0, 085
6

cm3

Momen chống uốn đ n h i
W

d3
32

 0, 05

cm3

Giới hạn ch y c a thép xây dựng CT38

 s  25 KN/cm2
SVTH: Nguyễn Tấn Nguyên – Lớp 14C1B
Phạm Thanh Phi – Lớp 14C1B

Hướng dẫn: ThS. Trần Minh Chính

16


Thiết kế và chế tạo máy uốn đai thép xây dựng

Momen biến dạng dẻo

M s   s .S  21,25 N.m
Momen biến dạn đ n h i

M w   s .W=12 N.m
Số l

n

on l n (n)

Số l

n

on l n th

n đ

c lựa chon theo yêu c u chất l

ng v t n n và chi u

dày v t n n [2]
- Đối với thép hình c lớn: n = 7

8.

- Đơi với thép hình c nhỏ: n = 7

11.

Ch n số on l n n = 10.

Tốc độ duỗi v = 0,3 m/s.

C
C

Bƣớc con lăn (t)

R
L
T.

-

hi

ớ

on l n qu lớn thì momen du i (Mn) gi m, chất l

ng du i gi m.

-

hi

ớ

on l n qu nhỏ thì momen du i (Mn) t n

ng du i t n

DU

Nh n lú đ đ

n k nh thân on l n i m, ng suất tiếp xú t n l n

du i dễ sinh ra tróc, l , chất l
Do v y

ớ

tmin

tmax

t

hay 0, 43.d

s

 t  0,33

m tv t

ng b m t kém on l n du i ũn nhanh hỏng.

on l n th

E

hất l

n đ

c chon trong phạm vi:

Ed

s

E l Moduyn đ n h i c a v t li u (E = 2.106 kg/cm2)
Trong thự té th
Thép hình: t = (5

ng ch n t nh sau:
20)d

(Trị số nhỏ c lớn v n

c lại)

Chọn t = 15.d = 15.6 = 90
Đƣờng kính con lăn (D):
Đ

n k nh on l n D phụ thu

ớ

- Đối với thép tấm: D = (0,9

0,95)t

Đối với thép tấm: D = (0,5

0,9)t

-

Ch n đ

on l n th t v th

ng đ

c ch n nh sau:

n k nh on l n: D =80 mm

SVTH: Nguyễn Tấn Nguyên – Lớp 14C1B
Phạm Thanh Phi – Lớp 14C1B

Hướng dẫn: ThS. Trần Minh Chính

17


Thiết kế và chế tạo máy uốn đai thép xây dựng

Momen duỗi:
Gi thiết v t du i bị biến dạng dẻo hoàn toàn và dựa v i định lu t o to n n n
l

ng: công c n thiết kế để biến dạng v t du i tr n on l n n o đ (Ani) bằng cong

truy n v o on l n
D 
M ni   i  M s
 2ri 

Di đ

[2]

ng kính thân trụ

on l n th 1

1
đ cong ng với on l n th i
ri
M t khác ta có:
Momen tác dụn l n on l n th 2, 4 và 7, 9 bằng nhau và có giá trị nh nhau:

C
C

M2 = M4 = M7 = M9 = Ms =21,25 N.m

Momen tác dụn l n on l n th 5, 6,7 bằng nhau và có giá trị nh sau:

R
L
T.

M3 = M8 = Mw = 12 N.m

Momen tác dụn l n on l n th nhất và cuối cùng có giá trị:

DU

M1 = M10 = 0 vì chỉ tác dụng làm điểm tựa.
Do đ mom n n n tổng c ng có giá trị:
Mn = 4.Ms +2.Mw = 109 N.m
Công suất dẫn động:
Công suất d n đ n
N  [M n   P(   f

on l n đ

c tính theo cơng th c:

d
2v 1
)].
.
2
D 

(W) [2]

Tron đ : µ h số ma s t l m

a on l n đối với v t n n

Đối với thép hình µ = 0,0008

0,0012 m

Đ i với thép tấm µ = 0,0008 m
f h số ma sát c a ổ trụ
Nếu l p ổ tr

on l n

t thì f – 0,05

0,09

Nếu l p ổ l n f = 0 05
dđ

ng kính cổ trụ

on l n (m)

Dđ

n k nh on l n (m)

𝜂 hi u suất c a máy. Lấy 𝜂 = 𝜂đai. 𝜂ổ l n = 0,94.0,995 = 0,9353
SVTH: Nguyễn Tấn Nguyên – Lớp 14C1B
Phạm Thanh Phi – Lớp 14C1B

Hướng dẫn: ThS. Trần Minh Chính

18


Thiết kế và chế tạo máy uốn đai thép xây dựng

Thay các giá trị v a tính tốn
 Pi 

trên vào cơng th c tính lực du i tổng c ng:

4(n  2)
1
(Ms  M w ) = 8640 N
t
2

Do đ ta t nh to n ôn suất d n đ ng với các giá trị v a t nh đ
[

]

c

trên:

KW
KW

V y công suất đ n
Ta ch n đ n

m y du i đ

c ch n N = 1,5 KW

ôn suất 0,5 kW

- Tố đ 35 vòng/phút.
1.3.2. Cơ cấu uốn thép:
a. Cơ sở q trình tính tốn:
Khi tính tốn thiết kế máy ta ch n v t li u v đ

C
C

n k nh phơi thép để tính ra lực

R
L
T.

uốn lớn nhất mà máy c n để uốn t đ t nh ra ôn suất đ n

Thép ia để gia công uốn CT38 có

DU

ch y

= 25 KG/mm2;

Đ

ng kính phơi lớn nhất là: Dmax = 8 mm.

Đ

ng kính phơi nhỏ nhất là: Dmin = 4 mm.

đi n.

b

= 40 KG/mm2.

Chi u dài phôi thép lớn nhất: lmax = 150 mm
Chi u dài phôi thép nhỏ nhất: lmin = 50 mm
b. Tính lực bẻ cong được phôi thép:
Momen chống uốn c a thép (7.10 SBVL)
Wu 

 .R 3
4



 .43
4

 50

(mm3)

Ta có  u 

M u max
Wu

Để uốn đ

c dây thép thì ng suất do lực Q sinh ra ph i th ng ng suất ch y c a

v t li u

u  c

Ta ch n loại thép uốn là loại thép CT38 có



c

= 250 (N/mm2)

W .250
Q.l
 250  Qmax  u
Wu
l

Tron đ l = 50 mm; Wu = 50 mm3
SVTH: Nguyễn Tấn Nguyên – Lớp 14C1B
Phạm Thanh Phi – Lớp 14C1B

Hướng dẫn: ThS. Trần Minh Chính

19


Thiết kế và chế tạo máy uốn đai thép xây dựng

 Qmax 

50.250
 250
50

N

1.3.3. Cơ cấu cắt thép:
Xác định lực cắt để cắt đứt dây thép:
Gi s ta kiểm nghi m lực c t c a dây thép 8 ta có:
c 

Với

Q
F

F: là di n tích m t c t
Q: là lực c t
c:

là ng suất c t tiếp tuyến

Để c t đ t dây thép đi u ki n là:

 c  [ c ]


C
C

Q
  c 
F

R
L
T.

 Q   c .F

M đối với v t li u dẻo  c  0,7  

  : là
Ở đây ta

DU

ng suất b n c a v t li u

t dây thép xây dựng CT38 có   = 360 (N/mm2)

 c  0,7.360  252 N/mm2
F   .R   .42  50,3 mm2
V y suy ra Q > 252.50,3 =12675 N
1.3.4. Tính chọn động cơ cho cơ cấu uốn và cắt:
Theo quá trình thiết kế thì ta s dụn
c t, cho nên khi tinh ch n đ n
tron hai

hun đ n

iữa

ấu uốn v

ấu

ta hỉ c n dựa vào kết qu tính lực lớn nhất c a m t

ấu.

Sau khi tính lực uốn và lực c t thì ta nh n thấy lực s dụn
h n rất nhi u so với lực s dụn

ho

ho

ấu uốn nhỏ

ấu c t.

Puốn = 250 (N) < Qc t = 12675 (N)
a. Công suất dẫn động cơ:
Công suất định m c:
SVTH: Nguyễn Tấn Nguyên – Lớp 14C1B
Phạm Thanh Phi – Lớp 14C1B

Hướng dẫn: ThS. Trần Minh Chính

20


Thiết kế và chế tạo máy uốn đai thép xây dựng

N dm 

N



Tron đ :
Ndm : là công suất định m c c a đ n
N

( W)

: là công suất làm vi c (KW)

N  Pc .Vc  QV
.c
𝜂: là hi u suất đ n

  1222  0,912

1  0,995 : hi u suất c a m t c p ổ l n

2  0,96 : hi u suất c a b truy n đai
V y

N dm 

QVc





12675.0,15
 2001

0, 95

C
C

(W) = 2 (KW)

R
L
T.

Tra b nh 2P trang 322 [5] ta ch n đ n

ôn suất 2,2 KW

b. Xác định lƣợng chuyển vị của dao:

DU

R

r

O

A

A

O'

M
M'
Hình 1.12: Hành trình bánh lệch tâm.
Đĩa l ch tâm là m t đĩa tròn tâm O

n k nh R = 30 mm v tâm quay A

n k nh r

= 17,5 mm, A cách vị trí tâm O m t kho ng d = 5mm.
Quy lu t chuyển vị. Khi bánh l ch tâm quay nữa vịng quanh tâm A, thì kho ng
cách giữa A và M sẽ thay đổi t bán kính nhỏ nhất đến bán kính lớn nhất.
V yl

ng chuyển vị c a dao

s  AM  AM '  35  25  10 mm

SVTH: Nguyễn Tấn Nguyên – Lớp 14C1B
Phạm Thanh Phi – Lớp 14C1B

Hướng dẫn: ThS. Trần Minh Chính

21