BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG
KHOA CƠ KHÍ
= = =







= = =


NGUYỄN XUÂN PHÚC



THIẾT KẾ MÔ HÌNH DUỖI, UỐN VÀ CẮT ĐAI
THÉP TỰ ĐỘNG


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC
CHUYÊN NGÀNH: CƠ ĐIỆN TỬ

NHA TRANG - 2013

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG
KHOA CƠ KHÍ
= = =







= = =


NGUYỄN XUÂN PHÚC



THIẾT KẾ MÔ HÌNH DUỖI, UỐN VÀ CẮT ĐAI
THÉP TỰ ĐỘNG


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC
CHUYÊN NGÀNH: CƠ ĐIỆN TỬ

GVHD: ThS. VŨ THĂNG LONG







NHA TRANG - 2013

NHẬN XÉT CỦA CÁN BỘ HƯỚNG DẪN
Họ và tên sinh viên: NGUYỄN XUÂN PHÚC Lớp: 51CKCD
Chuyên ngành: CƠ ĐIỆN TỬ MSSV: 51131243
Tên đề tài tốt nghiệp: "Thiết kế, chế tạo cơ cấu cắt và chương trình điều khiển mô
hình máy duỗi và uốn móc đai thép tự động”
Số trang: 126
Số chương: 4
Hiện vật: Mô hình máy duỗi và uốn móc đai thép tự động.
NHẬN XÉT CỦA CÁN BỘ HƯỚNG DẪN
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
Kết luận:
……………………………………………………………………………………
ĐIỂM CHUNG
Bằng Số Bằng chữ

Nha trang, ngày……. tháng……năm 2013
CÁN BỘ HƯỚNG DẪN
(ký và ghi rõ họ tên)
1


PHIẾU ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG ĐỀ TÀI TỐT NGHIỆP
Họ và tên sinh viên: NGUYỄN XUÂN PHÚC Lớp: 51CKCD
Chuyên ngành: CƠ ĐIỆN TỬ MSSV: 51131243
Tên đề tài tốt nghiệp: "Thiết kế, chế tạo cơ cấu cắt và chương trình điều khiển mô
hình máy duỗi và uốn móc đai thép tự động”
Số trang: 126
Số chương: 4
Hiện vật: Mô hình máy duỗi và uốn móc đai thép tự động.
NHẬN XÉT CỦA CÁN BỘ PHẢN BIỆN
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
Điểm phản biện
Nha trang, ngày…… tháng…… năm 2013
CÁN BỘ PHẢN BIỆN
(ký và ghi rõ họ tên)


CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG

(ký và ghi rõ họ tên)



BẢNG ĐIỂM
Bằng Số Bằng chữ



BẢNG ĐIỂM

Bằng Số Bằng chữ



2

MỤC LỤC
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ MÁY DUỖI, UỐN VÀ CẮT ĐAI THÉP 4
1.1. TÌNH HÌNH SỬ DỤNG THÉP TRÊN THẾ GIỚI VÀ TRONG NƯỚC 4
1.1.1. Tình hình sử dụng thép trên thế giới 4
1.1.2. Tình hình sử dụng sắt thép trong nước 5
1.2. THÉP XÂY DỰNG 6
1.3. THỰC TRẠNG MÁY DUỖI, UỐN VÀ CẮT ĐAI THÉP TRÊN THẾ GIỚI VÀ
TRONG NƯỚC 8
1.3.1. Thực trạng máy duỗi, uốn và cắt đai thép trên thế giới 8
1.3.2. Thực trạng máy duỗi, uốn và cắt đai thép ở nước ta 10
1.3.3. Các loại đai 13
CHƯƠNG 2: PHƯƠNG PHÁP VÀ NỘI DUNG NGHIÊN CỨU 15
2.1. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 15
2.2. YÊU CẦU HỆ THỐNG 15
2.2.1. Yêu cầu phần cứng 15
2.2.2. Yêu cầu phần mềm 16
2.3. NỘI DUNG NGHIÊN CỨU 16
2.3.1. CÁC PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ 16
2.3.1.1.Phương án 1 16
2.3.1.2. Phương án 2 17
2.3.1.3. Phương án 3 20
2.3.1.4. Lựa chọn phương án phù hợp 22
2.3.2. TÍNH TOÁN LỰA CHỌN THIẾT BỊ PHẦN CƠ KHÍ
2.3.2.1. Cơ sở lí thuyết 22

2.3.2.2. Tính toán và lựa chọn thiết bị 32
2.3.2.3. Thiết bị, vật liệu và các bước tiến hành chế tạo mô hình máy 41
2.3.3. THIẾT KẾ, CHẾ TẠO PHẦN ĐIỀU KHIỂN 58
2.3.3.1. Cơ sở lí thuyết 59
2.3.3.2.Thiết kế mạch và giải thuật điều khiển 73
a. Mạch điều khiển 73
b.Giải thuật điều khiển 78
CHƯƠNG 3: THỬ NGHIỆM VÀ PHÂN TÍCH KẾT QUẢ
3

3.1. THỬ NGHIỆM 81
3.1.1. Kiểm tra nguồn 81
3.1.2. Kiểm tra mạch công suất 82
3.1.3. Kiểm tra phần cơ khí 84
3.1.4. Kiểm tra động cơ 88
3.1.5.

kiểm tra các vật che chắn an toàn 88
3.2. PHÂN TÍCH KẾT QUẢ 88
3.2.1 .Chạy phần duỗi 89
3.2.2 .Chạy phần uốn 90
3.2.3 .Chạy phần cắt 91
3.2.4. Chạy tổng hợp 92
CHƯƠNG 4: KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT 94
4.1. KẾT LUẬN 94
4.1.1. Kết quả đạt được 94
4.1.2. Kết quả chưa đạt được 94
4.2. ĐỀ XUẤT 94
4.2.1. Đề xuất phần cứng 94
4.2.2. Đề xuất phần mềm 94

PHỤ LỤC 95
PHẦN MỀM CODEVISION AVR 95
PHẦN MỀM ORCAD 98
CHƯƠNG TRÌNH ĐIỀU KHIỂN 103
TÀI LIỆU THAM KHẢO 126
BẢN VẼ 126

4

DANH MỤC CÁC HÌNH
Hình 1.1. Sản phẩm thép 4
Hình 1.2. Tăng trưởng nhu cầu thép thế giới (nguồn:WSA) 4
Hình 1.3. Thép được dung trong xây dựng 6
Hình 1.4. Máy duỗi, cắt thép sản xuất tại Trung Quốc 9
Hình 1.5. Máy bẻ đai chuyên dụng do Hàn Quốc sản xuất 10
Hình 1.6. Công nhân cắt thép bằng máy cắt cầm tay 11
Hình 1.7. Máy bẻ đai thép TD08 12
Hình 1.8. Đai thép hình chữ nhật 13
Hình 1.9. Đai thép hình vuông 13
Hình 2.1. Phương án tổng quan thiết kế 1 16
Hình 2.2. Cơ cấu cắt (phương án 1) 18
Hình 2.3. Phương án tổng quan thiết kế 2 18
Hình 2.4. Cơ cấu cắt (phương án 2) 19
Hình 2.5. Phương án tổng quan thiết kế 3 20
Hình 2.6. Cơ cấu cắt (phương án 3) 21
Hình 2.7. Biểu đồ σ - ɛ 23
Hình 2.8. Biến dạng đàn hồi 24
Hình 2.9. Biến dạng dẻo và đàn hồi 24
Hình 2.10. Biến dạng dẻo 24
Hình 2.11. Các giai đoạn cắt kim loại 25

Hình 2.12. Máy duỗi thép 27
Hình 2.13. Cơ cấu truyền lực để uốn bằng tay 28
Hình 2.14. Máy uốn bán tự động 29
Hình 2.15. Máy uốn ống điện thủy lực Diamond – Japan 29
Hình 2.16. Máy cắt sắt KMC-25W 30
Hình 2.17. Sơ đồ nguyên lí máy cắt đĩa 31
Hình 2.18. Nguyên lí cắt thép bằng dao nghiêng 31
Hình 2.19. Động cơ điện 1 pha 33
Hình 2.20. Sơ đồ tiết diện đai 34
Hình 2.21. Cấu tạo của bánh đai 35
Hình 2.22. Khoảng cách trục 37
Hình 2.23. Một số loại bánh răng 40
Hình 2.24. Cơ cấu hộp giảm tốc 1 cấp 41
Hình 2.25. Thép V 41
Hình 2.26. Que hàn 42
Hình 2.27. Minh họa các mối hàn 44
Hình 2.28. Bu long – đai ốc 45
Hình 2.29. Máy cắt cầm tay 45
Hình 2.30. Máy hàn 46
Hình 2.31. Chạy dây trong mạch 49
Hình 2.32. Mạch đem đi in 50
5

Hình 2.33. Lắp mạch điện vào tủ điện 51
Hình 2.34. Giá để thép 52
Hình 2.35. Khung duỗi thép 52
Hình 2.36. lô duỗi thép 53
Hình 2.37. Giá đặt động cơ duỗi 54
Hình 2.38. Tổng quát cơ cấu gá thép và duỗi thép 55
Hình 2.39. Cơ cấu gá đặt cho động cơ uốn và cắt thép 55

Hình 2.40. Bản vẽ trục vitme dẫn hướng 56
Hình 2.41. Bộ truyền trục vít – đai ốc 56
Hình 2.42. Trục vít ren hình thang 57
Hình 2.43. Trục vít ren hình chữ nhật 57
Hình 2.44. Trục vít ren hình răng cưa 57
Hình 2.45. Sơ đồ tổng quan 58
Hình 2.46. Atmega 16 60
Hình 2.47. Sơ đồ chân atmega 16 62
Hình 2.48. Sơ đồ chân Opto PC817 63
Hình 2.49. Opto PC817 63
Hình 2.50. Nguyên lí hoạt động của Opto PC817 64
Hình 2.51. Tụ điện 64
Hình 2.52. Kí hiệu tụ điện 65
Hình 2.53. Hình dáng và kí hiệu IRF 540 65
Hình 2.54. Sơ đồ chân Rơle 66
Hình 2.55. Rơle 8 chân 66
Hình 2.56. Encoder 67
Hình 2.57. Cấu tạo bên trong của Encoder 68
Hình 2.58. Nguyên tắc hoạt động của Encoder 68
Hình 2.59. Hình ảnh thực tế của Triac 69
Hình 2.60. Cấu tạo Triac 69
Hình 2.61. LCD 16x2 70
Hình 2.62. Kết nối LCD 71
Hình 2.63. Bàn phím keypad 4x4 72
Hình 2.64. Cấu tạo keypad 72
Hình 2.65. Khối nguồn 5VDC cấp cho vi điều khiển 73
Hình 2.66. Khối nguồn 12VDC cấp cho mạch công suất và động cơ 73
Hình 2.67. Mạch vi điều khiển 74
Hình 2.68. Khối mạch công suất điều khiển động cơ cắt 75
Hình 2.69. Khối mạch công suất điều khiển động cơ uốn 76

Hình 2.70. Khối mạch điều khiển động cơ duỗi 76
Hình 2.71. Khối mạch điều khiển LCD 77
Hình 2.72. Giải thuật điều khiển tổng quát 78
Hình 2.73. Giải thuật điều khiển chi tiết 79
Hình 3.1. Kiểm tra điện áp cấp cho vi điều khiển 81
6

Hình 3.2. Kiểm tra chân của vi điều khiển 82
Hình 3.3. Kiểm tra điện áp cấp cho động cơ 83
Hình 3.4. Kiểm tra rò rỉ điện 83
Hình 3.5. Cơ cấu uốn thép 84
Hình 3.6. Cơ cấu đặt lưỡi cắt 85
Hình 3.7. Cơ cấu trục vít me 85
Hình 3.8. Gá đỡ thép cuộn tròn 86
Hình 3.9. Cơ cấu duỗi thẳng thép 86
Hình 3.10. Tủ điện 87
Hình 3.11. Mô hình máy duỗi thực tế. 87
Hình 3.12. Tra dầu mỡ vào ổ bi. 88
Hình 3.13. Khoảng cách các lô. 89
Hình 3.14. Tấm dẫn hướng. 90
Hình 3.15. vị trí dây thép so với lưỡi dao dưới 91
Hình 3.16. Sản phẩm thực tế
7

DANH MỤC CÁC BẢNG
Bảng 1-1 Các loại mác thép theo tiêu chuẩn Nga và Việt Nam 7
Bảng 1-2: Bảng hàm lượng các nguyên tố của một số thép trên thị trường 8
Bảng 1-3 Thông số kĩ thuật của máy bẻ đai thép GT4 9
Bảng 1-4 Thông số kĩ thuật của máy bẻ đai thép KMB-25 10
Bảng 2.1: Kích thước tiết diện các loại đai 35

Bảng 2.46: Thông số kỹ thuật Opto PC81
63


8

LỜI NÓI ĐẦU
Nền công nghiệp Việt Nam đang trong quá trình hình thành và phát triển, để đưa
đất nước trở thành một quốc gia có nền công nghiệp hiện đại, chúng ta cần vận hành
khối óc, sự sáng tạo khoa học kỹ thuật vào trong nền công nghiệp hiện nay ở nước ta.
Song song với quá trình phát triển đó, đòi hỏi phải có cơ sở hạ tầng đầy đủ để đáp ứng
cho nhu cầu phát triển công nghiệp.
Nhằm để đáp ứng lại nhu cầu tăng trưởng khá nóng của ngành xây dựng công
nghiệp và dân dụng, đòi hỏi chúng ta phải có phương thức xây dựng, thi công nhanh
gọn, chính xác và hiệu quả làm việc cao. Nhằm thay thế cho các phương thức thi công
thủ công lỗi thời trước đây.
Cùng với sự phát triển của khoa học nói chung và ngành cơ khí nói riêng. Đòi hỏi
người cán bộ kỹ thuật phải nắm vững kiến thức cơ bản tương đối rộng. Đồng thời phải
biết vận dụng kiến thức đó để giải quyết những vấn đề cụ thể thường gặp trong thực tế
sản xuất, trong kỹ thuật cũng như trong đời sống hàng ngày.
Nghiên cứu khoa học với mục đích giúp sinh viên hệ thống lại những kiến thức cơ
bản đã học trước lúc ra trường, đồng thời phát huy khả năng tư duy, sáng tạo của mỗi
sinh viên khi đứng trước một vấn đề trong kỹ thuật. Cùng với sự phát triển của thời đại
công nghiệp hóa, hiện đại hóa của ngành cơ khí, thì nhu cầu sản xuất phải sử dụng
máy móc có độ chính xác cao, phải giảm sức lao động của con người, tăng năng suất
lao động. Nhằm tạo nền tảng để đáp ứng nhu cầu đó, chúng em quyết định chọn và
thực hiện đề tài ” Thiết kế, chế tạo mô hình máy duỗi, uốn và cắt đai thép tự động ” là
đề tài tốt nghiệp ra trường cho sinh viên theo học chuyên ngành Công nghệ kỹ thuật cơ
điện tử của trường Đại học Nha Trang.
Đề tài này có ý nghĩa trong công cuộc đổi mới, sáng tạo để thiết kế hoàn chỉnh và

chế tạo một máy uốn, duỗi và bẻ đai tự động với mục tiêu hướng tới là:
Hoàn thành đề tài là rút ra được rất nhiều kinh nghiệm trong chế tạo máy, gia công cơ
khí, trong phương pháp nghiên cứu khoa học.
Tăng năng suất lao động, giảm chi phí sản xuất.
Hiện đại hóa máy móc.
9

Hiện thực hóa các kiến thức lí thuyết và sản phẩm thực tế. Đề tài tổng hợp kiến thức
cơ khí và điều khiển.
Em xin chân thành cảm ơn quý thầy cô trong nhà trường, các thầy trong khoa cơ
khí đã tận tình giúp đỡ chúng em trong suốt những năm qua, thầy cô đã trang bị cho
chúng em những kiến thức quý báu nhất để làm hành trang bước vào đời. Và đặc biệt
chúng em xin gửi lời tới các thầy trong bộ môn Cơ Điện Tử lời cảm ơn chân thành
nhất, quý thầy đã và đang ngày đêm miệt mài nghiên cứu, lao động để truyền đạt cho
chúng em những kiến thức vô cùng quý báu. Quý thầy đã tạo cho chúng em những
điều kiện tốt nhất để chúng em học tập, được sử dụng thiết bị bộ môn để thực hiện đồ
án tốt và nhanh nhất.
Em xin chân thành cảm ơn thầy Vũ Thăng Long đã tận tình chỉ bảo, giúp đỡ
chúng em trong suốt quá trình thực hiện đồ án để chúng em hoàn thành được đồ án với
đúng quy định.
Sinh Viên
Nguyễn Xuân Phúc
Em được khoa và bộ môn giao nhiệm vụ thực hiện đồ án tốt nghiệp: “ Thiết kế, chế
tạo cơ cấu cắt và chương trình điều khiển mô hình máy duỗi và uốn móc đai thép
tự động.“
Nội dung thực hiện gồm 4 chương:
Chương 1: Tổng quan về máy duỗi, uốn và cắt thép
Chương 2: Phương pháp và nội dung nghiên cứu
Chương 3: Thực nghiệm - phân tích kết quả
Chương 4: Kết luận - đề xuất



10




CHƯƠNG 1
TỔNG QUAN VỀ MÁY DUỖI, UỐN VÀ
CẮT ĐAI THÉP









11

1.1. TÌNH HÌNH SỬ DỤNG THÉP TRÊN THẾ GIỚI VÀ TRONG NƯỚC
1.1.1. Tình hình sử dụng thép trên thế giới
Ngày nay thép là thiết bị, dụng cụ không thể thiếu đối với 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 dung gia đình…Thép còn đóng góp trong sự tiến hóa của loài
người. Có thế nói tầm quan trọng của sắt thép đối với con người là rất lớn.

Hình 1.1: Sản phẩm thép
Theo hiệp hội Thép Thế Giới (WSA) vừa công bố báo cáo về triển vọng thị

trường thép thế giới năm 2011 và 2012. Báo cáo này đã được soạn thảo hồi tháng 3
trong phiên họp thường niên của Ủy ban Kinh tế thuộc WSA tại Bắc Kinh (Trung
Quốc).
WSA dự báo, tiêu thụ thép toàn cầu sẽ tăng 5,9% trong năm 2011 lên 1,359 tỷ
tấn, sau khi tăng 13,2% trong năm 2010. Năm 2012, tiêu thụ thép toàn cầu sẽ tăng
trưởng 6% lên mức kỷ lục mới ở 1,441 tỷ tấn.

Hình 1.2: Tăng trưởng nhu cầu thép thế giới(nguồn:WSA)
12

WSA cho rằng, nhu cầu thép của Trung Quốc sẽ tăng 5% trong năm nay lên 605
triệu tấn, sau khi tăng 5,1% năm ngoái.
Nhu cầu thép của Ấn Độ có thể đạt 68,7% triệu tấn trong năm nay, tăng 13,3%
so với năm 2010 và tăng tiếp 14,3% trong năm 2012.
Mỹ dự đoán sẽ tăng trưởng 13% trong năm nay lên 90,5 triệu tấn.
Tại Trung và Nam Mỹ,nhu cầu thép dự báo tăng trưởng 6,6% trong năm 2011
lên 48,8 triệu tấn.
Cộng đồng Các quốc gia Độc Lập CIS sẽ tiêu thụ 52,1 triệu tấn thép, tăng 7,5%
so với năm 2010 và tăng tiếp 8,9% lên 56,7 triệu tấn vào năm 2012.
Nhu cầu thép tại EU dự đoán sẽ tăng trưởng 4,9% lên 151,8 triệu tấn.
Nhu cầu thép của Nhật dự kiến sẽ giảm 1,2% trong năm nay xuống còn 63 triệu
tấn.
Nhu cầu thép tại các nước vùng Trung Đông và Bắc Phi(MENA) dự kiến ổn
định.
1.1.2. Tình hình sử dụng sắt thép trong nước
Theo Bộ Công Nghiệp, thị trường thép Việt Nam hàng chục năm liền mất cân
đối giữa phôi và thép thành phẩm, giữa thép xây dựng và thép cao cấp khác như thép
tấmlá cán nóng cán nguội nói chung và thép ống nói riêng nên Chính phủ đã chỉ đạo
Bộ công nghiệp cùng VSC (Tổng công ty thép Việt Nam) khẩn trương xây dựng khu
liênhiệp thép Hà Tĩnh với nguồn tài nguyên quặng sắt của mỏ Thạch Khê, Hà Tĩnh với

trữlượng 500 triệu tấn để sản xuất phục vụ cho nhu cầu kinh tế, đồng thời VSC chọn
đối tác nước ngoài là Tập đoàn TATA là tập đoàn hàng đầu của Ấn Độ về sản xuất
thép.
Cũng theo Bộ Công Nghiệp, ngành thép Việt Nam vẫn chưa sản xuất được
thép tấm cán nóng, năm 2005 VSC đã đưa nhà máy thép cán nguội Phú Mỹ với công
suất 205.000 tấn/năm vào sản xuất nhưng mới chỉ đáp ứng được 25% nhu cầu trong
nước.
13

Đến năm 2010 nhu cầu về thép tấm khoảng 5 triệu tấn/năm và đến năm 2015
thì con số này lên đến 7,5 triệu tấn/năm.

Hình 1.3. Thép được dung trong xây dựng
Mặc dù thị trường thép ở nước ta là rất lớn nhưng do chưa đáp ứng đủ vì vậy
có hơn 93% thép nhập từ các nước Trung Quốc, Nhật Bản, Hàn Quốc. Theo số liệu
của Hiệp hội thép Việt Nam, năm 2006 Việt Nam nhập 2586 triệu tấn thép trị giá 1264
tỉ USD, riêng quý I/2007 nhập 1124 triệu tấn trị giá 572 triệu USD.
Nhận thấy được sự cấp thiết này vì vậy Nhà Nước đã có những chủ trương
phù hợp nhằm cân đối thị trường thép thành phẩm và hạn chế đến mức thấp nhất sự
lãng phí nguồn ngoại tệ.
1.2. THÉP XÂY DỰNG
Theo phạm vi sử dụng thép các bon có hai loại: thép các bon thường và thép
các bon chất lượng tốt. Thép các bon thường ở dạng đã qua cán mỏng (tấm, cây, thanh,
thép hình ) chủ yếu để dùng trong xây dựng.
Theo TCVN 1765: 1975 thép các bon thường lại được chia thành 3 loại A, B,
C. Thép các bon thường loại A là loại thép chỉ quy định về cơ tính. Tiêu chuẩn Việt
Nam (TCVN 1765: 1975) quy định mác thép loại này ký hiệu là CT, con số đi kèm chỉ
độ bền giới hạn. Ví dụ: Thép CT31 là thép có giới hạn bền tối thiểu là 310 N/mm
2
.

Thép các bon thường loại A có các loại mác theo bảng 1-1

14

Bảng 1-1 Các loại mác thép theo tiêu chuẩn Nga và Việt Nam
Mác thép (số hiệu)
Nga Việt Nam
Giới hạn bền σ,N/mm
2
Độ giãn dài tương đối
δ,%
CT0 CT31 ≥ 310 20
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

Thép các bon thường loại B là thép chỉ quy định về thành phần hóa học.
Tiêu chuẩn Việt Nam (TCVN1765: 1975) quy định mác thép loại này ký hiệu là BCT,
con số kèm theo vẫn chỉ độ bền giới hạn như thép các bon thường loại A, còn thành
phần hóa học quy định như bảng 1-2.









15

Bảng 1-2: Bảng hàm lượng các nguyên tố của một số thép trên thị trường
Mác thép (số hiệu) Hàm lượng các nguyên tố
Nga Việt Nam C,% Mn,% S,không lớn
hơn,%
P,không lớn
hơn,%
CT0 BCT31 0,23 – 0,06 0,07
CT1 BCT33 0,06 – 0,12 0,25 – 0,5 0,05 0,04
CT2 BCT34 0,09 – 0,15 0,25 – 0,5 0,05 0,04
CT3 BCT38 0,14 – 0,22 0,3 – 0,65 0,05 0,04
CT4 BCT42 0,28 – 0,27 0,4 – 0,7 0,05 0,04
Thép các bon thường loại C là thép quy định cả về cơ tính và thành phần hóa học. loại
thép này có cơ tính như thép các bon thường loại A và có thành phần hóa học như thép
các bon thường loại B. Tiêu chuẩn Việt Nam ( TCVN1765: 1975) quy định mác thép
loại này ký hiệu là CTC con số đi kèm chỉ độ giới hạn quy định như bảng 1.1 và có
thành phần hóa học quy định như bảng 1-2
1.3. THỰC TRẠNG MÁY DUỖI, UỐN VÀ CẮT ĐAI THÉP TRÊN THẾ GIỚI
VÀ TRONG NƯỚC
1.3.1. Thực trạng máy duỗi, uốn và cắt đai thép trên thế giới
Hiện nay trên thế giới, thép được sử dụng rộng rãi trong các ngành công nghiệp
và trong xây dựng trang trí nội thất với rất nhiều chủng loại thép khác nhau có đường
kính cũng rất đa dạng, nhận thấy được tầm quan trọng của sắt thép chính vì vậy việc
chế tạo máy duỗi, cắt phù hợp, tăng nâng suất với nhu cầu rất cần thiết. Trên thế giới
hiện nay máy duỗi, cắt rất đa dạng nhỏ ngọn từ bằng tay, đến các máy lớn sử dụng
động cơ, thủy lực, rồi đến NC hay CNC có thể duỗi, cắt, uốn với nhiều bán kính khác
nhau với độ chính xác và năng suất rất cao.
Máy duỗi, cắt, uốn tự động thủy lực điều khiển bằng động cơ servo có độ

chính xác cao, kích thước sắt tương đối lớn máy được sử dụng động cơ thủy lực vì vậy
tạo ra lực cắt tác dụng lên sắt đồng đều ít sinh ra khuyết tật trong khi cắt, duỗi, điều
16

kiển máy tương đối đơn giản sử dụng bằng bàn đạp chân, máy cắt, duỗi có sử dụng
hành trình vì vậy nên sắt được duỗi cắt theo các chiều dài khác nhau. Những máy cắt,
duỗi này hoàn toàn tự động, và bán tự động người công nhân chỉ việc cấp phôi.

Hình 1.4: Máy duỗi, cắt thép sản xuất tại Trung Quốc
Bảng 1-2 Thông số kĩ thuật của máy bẻ đai thép GT4
Thông số Hydraulic GT4-14
(Max,Model)
Hydraulic GT4-14
(Regular,Model)
Hydraulic GT4-14C

(Update,Model)
Đường kính Φ4 – Φ14mm Φ4 – Φ14mm Φ4 – Φ14mm
Tốc độ làm việc 30 – 50m/min 28 – 45m/min 50 – 65m/min
Chiều dài cắt 800 – 9000mm 800 – 9000mm 1000 – 8600mm
Sai số cắt + 10mm + 10mm + 10mm
Động cơ kéo 3kw – 4p 3kw – 4p 4kw – 4p
Động cơ ép tốc 7.5kw – 4p 7.5kw – 4p 7.5kw – 4p
Động cơ cắt 3kw – 4p 3kw – 4p 4kw – 4p
Tổng trọng lượng 3800Kg 3500Kg 4200Kg

17




Hình 1.5: Máy bẻ đai chuyên dụng do Hàn Quốc sản xuất
Bảng 1-3 Thông số kĩ thuật của máy bẻ đai thép KMB-25
Kiểu Rebar Bender KMB-25
Công suất 2.2kw/3HP
Điện áp 110/220V 50/60HZ 1Phase
Tốc độ bẻ 6sec/180˚
Góc bẻ tối đa 180˚
Kích thước thép tối đa 25mm
Kích thước máy L450, W400, H350
Cân nặng 110kg
1.3.2. Thực trạng máy duỗi, uốn và cắt đai thép ở nước ta
Trên thị trường đã có nhiều máy duỗi, cắt và bẻ đai sắt hiện đại và cho năng
suất cao. Tuy nhiên tình hình sản xuất thực tại vẫn phố biến nhiều hình sản xuất thủ
18

công máy bán tự động hay chỉ giải quyết được 1 khâu uốn, duỗi hay cắt. Các khâu này
hoạt động độc lập với nhau nên tiêu tốn nhiều thời gian và nhân công. Việc tiêu tốn
nhiều thời gian sẻ ảnh hưởng tới tiến độ thi công các công trình.

Hình 1.6: Công nhân đang kéo thép từ máy duỗi

Hình 1.7: Công nhân cắt thép bằng máy cắt cầm tay
Hiện nay nước ta cũng có một số công ty cũng sản xuất máy uốn như Cơ Sở
Chế Tạo Thiết Bị Máy Công Nghiệp Thùy Dương tại Thuận An Bình Dương. Đã
nghiên cứu và chế tạo thành công máy bẻ đai thép tự đông TD08. Được thiết kế bằng
các vi mạch kết hợp cùng hệ thống thủy lực nên máy bẻ đai thép TD08 hoàn toàn chạy
tự động, các thao tác sử dụng đơn giản cho người vận hành. Từ quá trình thép cuộn
qua dàn lô nắn thẳng tự động tới bộ phận bẻ và cắt đai đã được lập trình sẵn cho nên
giúp cho các nhà thầu giảm thiểu tối đa được mức nhân công và tiến độ cũng như hiệu
quả của công việc cho công trình.

19

Đặc điểm chung của máy: Máy bẻ đai thép TD08 được thiết kế chuyên dụng
cho bẻ đai thép thuộc nghành kết cấu thép xây dựng có đường kính từ ( 4 ÷ 8) mm
bẻ được đai vuông và đai chữ nhật, kích thước đai từ (100 x 100) mm đến (800 x 800)
mm dễ dàng sử dụng phù hợp với trình độ người thợ tại các công trường.

Hình 1.8: Máy bẻ đai thép TD08
Dàn lô nắn thẳng: Được coi như mang một bước cải tiến vượt trội bởi tính
năng sử dụng đơn giản thay thế dễ dàng và đặc biệt có độ bền cao.
Một số máy khác như máy bẻ đai thép tự động của Công ty TNHH Hồng Phúc
Lâm có trụ sở tại Quận Bình thạnh, TP. HCM. Máy có khả năng bẻ nắn uốn được đai
thép có kích thước cạnh dài nhất đến 800 mm đường kính 8 mm. Một số thông số kỹ
thuật của máy:
Kích thước: (1200 x 500 x 500)mm.
Trọng lượng: 110 Kg.
Công suất động cơ: 1.5 KW - điện áp 220V hoặc 1 KW.
20

Điện áp 3 pha 380V.
Cơ cấu truyền động chính : cơ cấu thuỷ lực.
Chế độ hoạt động: Tự động và bán tự động.
Ở chế độ tự động: Nắn (duỗi thẳng), Bẻ (uốn - tích hợp 5 góc uốn tự động),
cắt tạo đai sắt hoàn chỉnh có thể sử dụng ngay.
Ở chế độ bán tự động: Có thể nắn (duỗi) và cắt thép đến D8 có độ dài bất kỳ.
Năng suất : Đến 250 Kg đai/giờ (Tùy kích thước đai).

1.3.3. Các loại đai
Hiện nay trên thị trường có rất nhiều loại đai về hình dáng và kích cỡ như là
đai hình vuông, đai hình chữ nhật, đai hình tam giác, đai chữ C… Tuy nhiên phố biến

vẫn là đai hình vuông, hình chữ nhật, các kích thước đai phụ thuộc vào dầm và khoảng
cách đầu đai đến góc giáp là 50 mm.

Hình 1.9: Đai hình chữ nhật Hình 1.10: Đai hình vuông






21









CHƯƠNG 2
PHƯƠNG PHÁP VÀ NỘI DUNG
NGHIÊN CỨU











22

2.1. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
Phương pháp nghiên cứu thiết kế chế tạo mô hình máy duỗi, uốn và cắt đai thép
tự động dựa trên tính toán lý thuyết kết hợp dựa vào những mô hình máy đã được chế
tạo hoàn chỉnh có sẵn trong thực tế. Cụ thể là:
Phân tích các yếu tố, các cơ cấu chuyển động của máy duỗi, uốn và cắt đai thép tự
động, các yếu tố gồm có: cơ cấu duỗi thẳng , uốn và cắt thép; yếu tố hoạt động ổn định
của máy…từ đó xác định kích thước và kết cấu của máy duỗi, uốn và cắt đai thép tự
động và vị trí đặt bộ phận điều khiển trung tâm cho phù hợp.
Xây dựng phương án và tiến hành thiết kế chế tạo hệ thống cơ khí và điều khiển: để
lựa chọn được kết cấu tốt nhất,một số phương án thiết kế sẽ được xây dựng. Mỗi
phương án sẽ được phân tích kỹ lưỡng, nêu cụ thể các ưu nhược điểm của từng
phương án để chọn phương án thích hợp. Sau khi chọn được phương án thiết kế tốt
nhất, nhóm nghiên cứu sẽ tiến hành thiết kế kỹ thuật, công việc này bao gồm: lựa chọn
trục vít me, ổ lăn, thép, bulong-đai ốc, lựa chọn động cơ, tính toán các kích thướt đai,
lựa chọn phương pháp điều khiển mô hình máy…Sau khi tính toán xong, phiên bản
đầu tiên của mô hình máy sẽ được chế tạo để tiến hành thử nghiệm.
Thử nghiệm, kiểm tra và hoàn chỉnh mô hình máy duỗi, uốn và cắt đai thép tự động.
Cho mô hình máy hoạt động để thực hiện uốn và cắt đai thép có các kích thước bất kỳ
do người sử dụng nhập vào từ bàn phím. Quá trình này được tiến hành nhiều lần để
kiểm tra, phát hiện những lỗi của máy để khắc phục sữa chữa kịp thời. Số liệu thực
nghiệm sẽ được ghi chép cụ thể để làm cơ sở đánh giá kết quả nghiên cứu.
2.2. YÊU CẦU HỆ THỐNG
2.2.1. Yêu cầu phần cứng
Đảm bảo độ cứng vững khi máy đang hoạt động, cơ cấu máy gọn nhẹ, kết cấu máy
không quá phức tạp.

Mạch điều khiển phải chạy được, có tính ổn định.
Chú ý đến tính thẩm mỹ của mô hình máy.
2.2.2. Yêu cầu phần mềm