Thuyết minh đồ án tốt nghiệp Lê Nhật Tâm lớp 44M Trờng Đại học Xây dựng Thuyết minh đồ án tốt nghiệp Trờng Đại học Xây dựng Lời nói đầu Cán kim loại khác phơng pháp gia công áp lực, gọi gia công không phoi Khác với gia công có phoi nh cắt gọt kim loại máy tiện phay bào khoan khoét doa mài Khi gia công áp lực dùng lực mạnh tác dụng vào phôi kim loại buộc biến dạng theo hình dạng kích thớc mong muốn Để làm đợc điều phải có thiết bị cán kim loại (máy cán) Cùng với phát triển nhiều ngành công nghiệp nớc, ngành công nghiệp luyện kim đợc trọng Trong ngành công kim cán kéo kim loại khâu quan trọng để tạo thành phẩm bán thành phẩm phục vụ cho ngành công nghiệp khác Từ lâu giới xuất sản phẩm sử dụng phơng pháp tạo hình cán nguội, phơng pháp du nhập vào nớc ta để cán sản phẩm từ tôn nh thép định hình chữ U, chữ Z, lợp kim loại Thiết bị cán nguội thờng gồm nhiều cặp trục cán đặt liên tiếp nhau, phôi đợc dẫn động nhờ lực ma sát (tạo trục quay), sản phẩm tạo hình theo yêu cầu với chiều dày không đổi Hiện với phát triển sở hạ tầng đô thị khu công nghiệp tập trung, đờng đại xuất ngày nhiều nên cần khối lợng lớn chắn xô để làm dải phân cách Do đó, đòi hỏi thiết bị cán tôn định hình đảm bảo đợc sản lợng chất lợng chắn xô ngày nâng cao Đồ án trình bày tính toán thiết kế máy cán nguội tôn định hình với sản phẩm chắn xô có profin định hình, chiều dài theo yêu cầu Đồ án đợc chia thành chơng vẽ: Chơng Tổng quan Nội dung chơng: Tình hình nghiên cứu thiết kế máy cán giới nớc Nhu cầu thị trờng, so sánh lựa chọn sản phẩm Chơng Cơ sở lý thuyết cán kéo kim loại Chơng Tính toán thiết kế máy cán Gồm có phần sau: Lê Nhật Tâm lớp 44M Thuyết minh đồ án tốt nghiệp Trờng Đại học Xây dựng Tính góc uốn phôi qua cặp trục (biến dạng dẻo) Tính lực tác dụng Chọn động Tính toán thiết kế truyền đai Tính chọn hộp giảm tốc Tính toán thiết kế truyền xích Tính toán thiết kế cán Tính trục Chọn ổ then cho trục Tôi xin chân thành cảm ơn thầy Bùi Lê Gôn tận tình hớng dẫn, giúp đỡ hoàn thành đồ án Do thời gian kinh nghiệm hạn chế nên tránh thiếu sót, mong đợc đóng góp ý kiến thầy bạn Hà Nội, ngày 28 tháng năm 2004 Sinh viên thực Lê Nhật Tâm Lê Nhật Tâm lớp 44M Thuyết minh đồ án tốt nghiệp Trờng Đại học Xây dựng Chơng I Tổng quan 1.1 Tình hình nghiên cứu thiết kế chế tạo máy cán giới nớc Máy cán giới lúc đầu có hai trục quay ngợc chiều với sản phẩm đơn giản nh gơm, dao Năm 1864, máy cán ba trục đời chạy máy nớc cho sản phẩm thép thép hình, đồng dây đồng Do kỹ thuật ngày phát triển, nhu cầu vật liệu thép phục vụ cho ngành công nghiệp nhẹ, chế tạo xe lửa mà công nghệ chế tạo máy cán tăng nhanh chóng Chiếc máy cán với giá cán bốn trục đời vào năm 1870, đến máy cán với giá cán trục, 12 trục, 20 trục loại máy cán đặc biệt khác đợc đời để cán vật liệu cực mỏng, siêu mỏng dị hình nh máy cán bi, cán thép chu kỳ, máy đúc cán liên tục Hình 1.1 Hình phối cảnh giá cán trục hãng SMS (Đức) Trớc năm 1954, loại thép Việt Nam hầu nh nhập từ Pháp về, sau 1954 nhập thép từ Liên Xô (cũ), Trung Quốc nớc Đông Âu Đến năm 1975, nhà máy cán thép Gia Sàng (Thái Nguyên) đợc đa vào hoạt động Từ đến nay, ngành cán thép đợc tạo đà phát triển mạnh Các xí nghiệp liên doanh cán thép Việt Nam nớc hình thành từ Lê Nhật Tâm lớp 44M Thuyết minh đồ án tốt nghiệp Trờng Đại học Xây dựng Bắc đến Nam nh: Công ty thép Việt-úc VINAUSTEEL Hải, Công ty thép Việt Nhật Vũng Tàu, Công ty thép ống VINAPIE Hải Phòng liên doanh Việt Nam Hàn Quốc v.v Nớc ta bớc vào thời kỳ công nghiệp hóa đại hóa nên nhu cầu thép xây dựng khí lớn Nhiều nhà máy cán thép đợc thành lập năm gần Năm 2003, nhà máy cán thép Việt - ý khu công nghiệp Phố Nối A (Hng Yên) với tổng vốn đầu t 125 tỷ đồng, công suất 126.000 thép/năm thức vào hoạt động Ngày 11/4/2003, Đông Hà (Quảng Trị) khởi công xây dựng nhà máy cán thép chất lợng cao COSEVCO với công suất giai đoạn 250.000 sản phẩm/năm, với tổng mức vốn đầu t 254 tỷ đồng Tháng 12/2003, công ty thép Bluescope Việt Nam khởi công nhà máy thép đại đạt tiêu chuẩn quốc tế khu công nghiệp Phú Mỹ 1, tỉnh Bà Rịa - Vũng Tàu, với tổng diện tích 12.000ha, tổng số vốn đầu t 105 triệu USD Nớc ta có nhiều nhà máy cán thép làm ăn không hiệu nhng có nhiều dự án mới, nhà máy cũ công nghệ lạc hậu Các thiết bị gia công tạo hình thép nói chung thép dạng sóng nói riêng đợc nghiên cứu chế tạo từ lâu Trong dây chuyền cán tạo thép hình máy cán thiết bị Lê Nhật Tâm lớp 44M Thuyết minh đồ án tốt nghiệp Trờng Đại học Xây dựng Hình 1.2 Máy cán hình số sản phẩm thép hình Máy cán tạo hình đợc phân loại nh sau: Theo công dụng Theo số giá cán máy cán Theo số trục cán có giá cán Theo cỡ kích thớc sản phẩm Phân xởng cán đợc phân loại: Theo tên sản phẩm cuối Theo cách bố trí máy cán xởng theo công nghệ cán nh máy cán phôi, máy cán hình, máy cán tấm, máy cán ống, máy cán chuyên dùng Theo bố trí thiết bị (giá cán) Hình 1.3 Máy cán có giá cán Động Hộp giảm tốc Hộp bánh truyền lực Giá cán Máy có giá cán (Hình 1.3) máy cán có giá cán loại cặp trục cặp trục cán sản phẩm Hiện xởng khí thờng sử dụng Lê Nhật Tâm lớp 44M Thuyết minh đồ án tốt nghiệp Trờng Đại học Xây dựng (a) 1 3 (b) Động Hộp giảm tốc Hộp bánh truyền lực Giá cán 4 Hình 1.4 a Máy cán bố trí hàng b Máy cán bố trí ba hàng Máy cán bố trí theo hàng có giá cán bố trí thành hay nhiều hàng ngang, máy cán đợc dẫn động chung động dẫn động riêng biệt tùy theo ý đồ công nghệ (hình 1.4) Để tiết kiệm diện tích mặt xởng cán, máy cán bố trí theo hình Z (hình 1.5) bố trí đợc dùng nhà máy cán thép Gia Sàng Khu gang thép Thái Nguyên nhà máy luyện cán thép Miền Nam loại máy cán bố trí theo hàng Những máy đợc trang bị từ trớc năm 1970 nguồn gốc máy Đức, Pháp Lê Nhật Tâm lớp 44M Thuyết minh đồ án tốt nghiệp Trờng Đại học Xây dựng - Động cơ, - Hộp giảm tốc, - Hộp bánh truyền lực, - Giá cán Hình 1.5 Máy cán bố trí kiểu chữ Z (bàn cờ) Máy cán bán liên tục liên tục loại máy cán thờng có nhóm giá cán: nhóm giá cán để cán sản phẩm thô nhóm giá cán để cán sản phẩm tinh Nhóm giá cán sản phẩm thô thờng bố trí liên tục, nhóm thứ làm nhiệm vụ cán tinh thờng bố trí theo hàng vật cán thờng đợc cán theo vòng (hình 1.6 hình 1.7) Lê Nhật Tâm lớp 44M Thuyết minh đồ án tốt nghiệp Trờng Đại học Xây dựng 1 2 3 4 Hình 1.6 Mặt bố trí máy cán bán liên tục - Động cơ, - Hộp giảm tốc, - Hộp bánh truyền lực, - Giá cán (a) Nhóm giá cán thô liên tục (b) Nhóm giá cán bố trí theo hàng Trong máy cán liên tục thờng có trục cán đợc bố trí nằm ngang thẳng đứng (hình 1.7) Hình 1.7 Máy cán liên tục - Giá cán trục đặt thẳng đứng - Giá cán trục đặt nằm ngang - Động - Hộp giảm tốc - Hộp bánh truyền lực Lê Nhật Tâm lớp 44M Thuyết minh đồ án tốt nghiệp Trờng Đại học Xây dựng Việt Nam, sản phẩm nhà máy cán thép Gia Sàng chủ yếu thép hình cỡ nhỏ Vinapie Công ty Xuân Hòa lắp máy cán sản phẩm ống Hãng BHP, Zamilsteel Co trang bị máy cán thép U, Z làm xà gồ, nhà khung thép nhng cha đáp ứng đủ cho nhu cầu thị trờng ngày tăng Ngoài nhiều sở sản xuất tự chế máy cán để sản xuất thép U cỡ nhỏ, ống làm giàn giáo cột chống phục vụ ngành xây dựng 1.2 Đặc điểm sản phẩm cán nguội Hệ số sử dụng kim loại cán nguội đạt tới 99,5% nên phế phẩm (so với cán nóng phế phẩm từ đến lần) Hình dạng tiết diện đa dạng, phong phú Tiết diện kín hay hở Phôi đợc cắt từ tôn (CT3, dải băng thép, cuộn tôn mạ màu) Chiều dày phôi liệu sản phẩm giống nhau, chiều dài sản phẩm từ 4m đến vô tận (theo chiều dài phôi) Khi tạo hình cán nguội, phôi nung nóng nên kim loại bị biến cứng làm giới hạn chảy tăng từ 10 ữ 15, chất lợng sản phẩm cao cán nóng, tạo hình xong xử lý nhiệt Môi trờng sản xuất tích cực (không gây tiếng ồn, nóng, bụi ) 1.3 Lựa chọn sản phẩm thiết bị Có nhiều loại chắn phân luồng đờng, chắn xô phổ biến dạng sóng gồm hai loại: chắn xô dạng hình sin chắn xô profin định hình (Hình 1.8) Có thể kể tên đờng sử dụng loại thép hình để phân luồng nh đờng Thăng Long Nội Bài, quốc lộ 5, đờng Giải Phóng Lê Nhật Tâm lớp 44M 10 Thuyết minh đồ án tốt nghiệp n= e Trờng Đại học Xây dựng 2,18.6,63 = 4,95 [n] = 2,18 + 6,63 Kiểm nghiệm trục cán theo điều kiện bền: Một số thông số trục cán: Chiều dài phần cán L = 470 mm Đờng kính trục cánD = 95 mm Cổ trục cán có d = 0,84.D = 80 (mm) Chiều dài cổ trục l = d = 80 mm Bán kính góc lợn r = 0,1.d = mm Lực tác dụng lên trục cán, công thức nêu phần (3.3.9) là: 0,4.D [ u ] Pn = Ptr = b a đó: []u giới hạn bền uốn cho phép, []u = 120 N/mm2 a khoảng cách hai cổ trục, a = 680 mm b chiều rộng băng kim loại, b = 470 mm 0,4.95 3.120 P = tr 470 = 92500 (N) 680 Lực tác dụng lên cổ trục cán: đó: 0,1.d [] u Pc = Cr C khoảng cách từ cổ trục đến mặt làm việc trục cán C = 20 mm 0,1.95 3.120 Pct = = 857400 ( N ) 20 Nghiệm bền thân trục cán theo công thức 4e sách Phơng pháp cán kéo thông dụng: P b (a ) M < [] u = u = u Wu 0,1.D với P lực cán trục, P = 30780 N Lê Nhật Tâm lớp 44M 71 Thuyết minh đồ án tốt nghiệp Trờng Đại học Xây dựng 30780 470 (680 ) = = 40 (N/mm2) < []u = 120 N/mm2 u 0,1.95 Vậy, thỏa mãn bền 3.3 11 Tính toán then Để truyền mô men xoắn từ trục đến đĩa xích, cán ngợc lại ta sử dụng then Chọn then cho trục truyền lực chủ động (trục 3): Tra bảng 7-23 sách Thiết kế chi tiết máy, với đờng kính trục d = 70 mm, chọn then then để lắp đĩa xích vào trục có kích thớc: b = 20 mm h = 12 mm t = 6,0 mm t1 = 6,1 mm Kiểm nghiệm sức bền dập: Điều kiện bền dập mặt cạnh làm việc then tính theo công thức 7- 11 sách Thiết kế chi tiết máy: 2M x [] d , N/mm2 dtl Mx mô men xoắn cần truyền, Mx = 2676000 N/mm2 d đờng kính trục, d = 75 mm l chiều dài then, l = 61,3 + 20 + 0,85.61,3 = 134 mm d = đó: []d ứng suất dập cho phép Tra bảng 7-20 sách Thiết kế chi tiết máy cho []d = 150 N/mm2 d = 2.2676000 = 88,8 N/mm2 75.6.134 Thỏa mãn sức bền dập d < []d = 150 N/mm2 Kiểm nghiệm sức bền cắt: Điều kiện bền dập mặt cạnh làm việc then tính theo công thức 7- 11 sách Thiết kế chi tiết máy: Lê Nhật Tâm lớp 44M 72 Thuyết minh đồ án tốt nghiệp Trờng Đại học Xây dựng 2M x [] c , N/mm2 dbl d đờng kính trục, d = 75 mm b chiều rộng then, b = 20 mm d = đó: []c ứng suất cắt cho phép Tra bảng 7-21 sách Thiết kế chi tiết máy cho []c = 120 N/mm2 c = 2.2676000 = 26,6 N/mm2 75.20.134 Thỏa mãn sức bền cắt c < []c = 120 N/mm2 Lê Nhật Tâm lớp 44M 73 Thuyết minh đồ án tốt nghiệp Trờng Đại học Xây dựng Chọn then cho trục cán: Trục cán yêu cầu phải lắp đĩa xích với đờng kính d = 70 mm, đồng thời lắp cán với d = 80 mm Do ta cần chọn hai then cho trục Chọn then để lắp đĩa xích: Với đờng kính trục d = 70 mm, kết chọn giống nh phần trên, ta chọn then lắp ghép then có kích thớc: b = 20 mm h = 12 mm t = 6,0 mm t1 = 6,1 mm Do có đờng kính chiều dài then với trục tính phần mô men xoắn trục nhỏ (M x = 2169000 Nmm) nên yêu cầu sức bền dập sức bền cắt thỏa mãn Chọn then để lắp đĩa cán: Tra bảng 7-23 sách Thiết kế chi tiết máy, với đờng kính trục d = 80 mm, chọn then lắp ghép then có kích thớc: b = 24 mm h = 14 mm t = mm t1 = 7,2 mm Kiểm nghiệm sức bền dập: Điều kiện bền dập mặt cạnh làm việc then tính theo công thức 7- 11 sách Thiết kế chi tiết máy: 2M x [] d , N/mm2 dtl Mx mô men xoắn cần truyền, Mx = 2169000 N/mm2 d đờng kính trục, d = 80 mm l chiều dài then, l = 0,85.363 = 308 mm d = đó: []d ứng suất dập cho phép Tra bảng 7-20 sách Thiết kế chi tiết máy cho []d = 150 N/mm2 d = 2.2169000 = 25,15 N/mm2 80.7.308 Thỏa mãn sức bền dập d < []d = 150 N/mm2 Lê Nhật Tâm lớp 44M 74 Thuyết minh đồ án tốt nghiệp Trờng Đại học Xây dựng Kiểm nghiệm sức bền cắt: Điều kiện bền dập mặt cạnh làm việc then tính theo công thức 7- 11 sách Thiết kế chi tiết máy: 2M x [] c , N/mm2 dbl d đờng kính trục, d = 80 mm b chiều rộng then, b = 24 mm d = đó: []c ứng suất cắt cho phép Tra bảng 7-21 sách Thiết kế chi tiết máy cho []c = 120 N/mm2 d = 2.2169000 = 7,33 N/mm2 80.24.308 Thỏa mãn sức bền cắt d < []d = 120 N/mm2 3.3 12 Tính chọn ổ đỡ cho trục truyền lực: Trục làm việc lực dọc trục, chọn ổ lăn loại ổ đũa đỡ Sơ đồ tính toán chọn ổ: Rb Ra A B Hình 3.8 Phản lực gối tựa: RA = 29556 (N) RB = 3956 (N) Theo công thức 8-1 sách Thiết kế chi tiết máy, hệ số khả làm việc ổ đợc tính bằng: C = Q.(nh)0,3 Trong đó: Q tải trọng tơng đơng n số vòng quay ổ, n = 27,3 v/ph h thời gian phục vụ, h = 1600 Lê Nhật Tâm lớp 44M 75 Thuyết minh đồ án tốt nghiệp Trờng Đại học Xây dựng Tính tải trọng tơng đơng: Với ổ đỡ có Q xác định theo công thức: Q = R.Kv.Kn.Kt đó: R tải trọng hớng tâm Tại A có R = Ray = 29556 (N) 2956 (daN) Kt hệ số tải trọng động, bảng 8-3 sách Thiết kế chi tiết máy cho Kt = 1,2 Kn hệ số nhiệt độ, bảng 8-4 sách Thiết kế CTM cho Kn = Kv hệ số xét đến vòng ổ vòng quay Bảng 8-5 sách Thiết kế chi tiết máy cho Kv = Q = 2956.1.1.1,2 = 3550 (daN) Từ tính đợc hệ số khả làm việc: C = 3550.(1600.27,3)0,3 = 87560 Tra bảng 18P sách Thiết kế chi tiết máy (tiêu chuẩn OC 33359), với đờng kính trục d = 75 mm, chọn loại ổ cỡ nhẹ với thông số: Ký hiệu 7215 Đờng kính D = 130 mm Chiều rộng ổ B = 26 mm Hệ số khả làm việc C = 158000 Tải trọng cho phép Qt = 9500 daN 3.3 13 Tính chọn ổ đỡ cho trục cán Các trục làm việc lực dọc trục, chọn ổ lăn loại ổ đũa đỡ Chọn trục cán chung loại ổ nhằm dễ dàng thay thế, lắp lẫn cho nhau, giảm khối lợng tính toán Sơ đồ tính toán chọn ổ: Rd Rc C D Hình 3.9 Lê Nhật Tâm lớp 44M 76 Thuyết minh đồ án tốt nghiệp Trờng Đại học Xây dựng Phản lực gối tựa: RC = R 2cx + R 2cy (N) RC = 4295 + 8090 =9160 (N) RD = R 2dx + R 2dy (N) RD = 4295 + 4740 =6400 (N) Hệ số khả làm việc ổ: C = Q.(nh)0,3 Trong đó: Q tải trọng tơng đơng n số vòng quay ổ, n = 27,3 v/ph h thời gian phục vụ, h = 1600 Tính tải trọng tơng đơng: Với ổ đỡ có Q xác định theo công thức: Q = R.Kv.Kn.Kt đó: R tải trọng hớng tâm Tại C có R = RC = 6190 (N) = 619 (daN) Kt hệ số tải trọng động, bảng 8-3 sách Thiết kế chi tiết máy cho Kt = 1,9 Kn hệ số nhiệt độ Bảng 8-4 sách Thiết kế chi tiết máy cho Kn = Kv hệ số xét đến vòng ổ vòng quay Bảng 8-5 sách Thiết kế chi tiết máy cho Kv = Q = 619.1.1.1,9 = 1176 (daN) Từ tính đợc hệ số khả làm việc: C = 1176.(1600.27,3)0,3 = 29400 Tra bảng 18P sách Thiết kế chi tiết máy (tiêu chuẩn OC 33359), với đờng kính trục d = 75 mm, chọn loại ổ cỡ nhẹ với thông số: Ký hiệu 7215 Đờng kính D = 130 mm Chiều rộng ổ B = 26 mm Hệ số khả làm việc C = 158000 Lê Nhật Tâm lớp 44M 77 Thuyết minh đồ án tốt nghiệp Tải trọng cho phép Trờng Đại học Xây dựng Qt = 9500 daN 3.3 14 Thiết kế khung cán Khung cán đợc chế tạo thép thép hình Trong đó: Hai chân hai thép hình chữ I chạy dọc theo chiều dài máy Các ổ đỡ đợc cho vào hộp vuông đợc gá vào khung máy Các thép đợc hàn với hàn với hai chân (thép hình I) Khung cán đợc thể vẽ A1 Do không đợc giao nhiệm vụ thiết kế phần nên lấy theo kinh nghiệm số máy cán có mặt thị trờng Lê Nhật Tâm lớp 44M 78 Thuyết minh đồ án tốt nghiệp Trờng Đại học Xây dựng 3.3 15 Thuyết minh vẽ chế tạo Trục cán đỡ cán đợc chế tạo thép 45 cải thiện đạt độ cứng 220HB Các trục đợc gia công máy tiện T616 Do trục giống nên gia công trục nh minh họa gia công trục chủ động mang cán sửa máy T616, vẽ thuyết minh đợc trình bày khổ giấy A1 Nguyên công I: Chuẩn bị phôi Phôi để gia công phôi rèn có đờng kính 104, lớn so với đờng kính lớn trục 14mm Trong nguyên công gồm có bớc tiến hành: Gá phôi hai khối V ngắn Phay hai mặt đầu trục dao phay đĩa mặt máy phay chuyên dùng Khoan hai lỗ tâm mũi khoan tâm chuyên dùng Gia công lỗ ren M8 Nguyên công II: Gia công tiện máy T616 nguyên công gồm có hai gá: Gá 1: dùng tốc giữ đầu phôi, bắt đầu gia công lần lợt bề mặt trục theo thứ tự từ lớn đến nhỏ Gồm có bớc: Bớc 1: Gia công thô bề mặt trục 90, 85, 80, 75 Bớc 2: Gia công tinh bề mặt trục cắt rãnh Gá 2: Chuyển tốc sang đầu trục, gia công bề mặt lại Bớc 3: Gia công thô bề mặt trục 85, 80, 75, 70 Bớc 4: Gia công tinh bề mặt trục Nguyên công III: Gia công rãnh then Gia công rãnh then trục có 70: Gá phôi hai khối V ngắn Khoan mồi mũi khoan 20 Gia công rãnh then dao phay ngón 20 Lê Nhật Tâm lớp 44M 79 Thuyết minh đồ án tốt nghiệp Trờng Đại học Xây dựng Gia công rãnh then trục có 85: Gá phôi hai khối V ngắn Khoan mồi mũi khoan 24 Gia công rãnh then dao phay ngón 24 Lê Nhật Tâm lớp 44M 80 Thuyết minh đồ án tốt nghiệp Trờng Đại học Xây dựng Thông số kỹ thuật máy STT Đặc tính Đơn vị Sản phẩm Chiều dày sản phẩm mm Chiều rộng sản phẩm mm Chiều dài sản phẩm mm Tiêu chuẩn sản phẩm Vật liệu Thông số máy cán Số trục cán cặp trục Vận tốc cán m/ph Chiều rộng phôi cán mm Năng suất sp/ph Trọng lợng kg Công suất động KW Số vòng quay động v/ph Kích thớc biên mm Bộ truyền đai Khoảng cách trục mm Tỷ số truyền Số đai Hộp giảm tốc Khoảng cách trục mm Tỷ số truyền mm Bộ truyền xích cấp nhanh Khoảng cách trục mm Tỷ số truyền Số đĩa xích Số mắt xích X Bớc xích mm Bộ truyền xích trục cán Khoảng cách trục mm Lê Nhật Tâm lớp 44M Thông số Ghi 310 4000 AASHTO CT3 12 470 4000 11 1350 4300x1700x900 680 PM-400 400 24,68 530 14 38 44,45 400 81 Thuyết minh đồ án tốt nghiệp Tỷ số truyền Số đĩa xích Số mắt xích Bớc xích Lê Nhật Tâm lớp 44M Trờng Đại học Xây dựng X mm 14 32 44,45 82 Thuyết minh đồ án tốt nghiệp Trờng Đại học Xây dựng Kết luận Đề tài tốt nghiệp Nghiên cứu thiết kế máy cán tôn định hình đợc hoàn thành nhiệm vụ đợc giao Qua rút đợc số kết sau: Dạng sản phẩm đợc chọn có profin mới, phù hợp với tiêu chuẩn quốc tế AASHTO Máy cán tôn định hình sử dụng truyền xích dẫn động cặp trục cán Đa số phận máy gồm đai, hộp giảm tốc, khớp nối, trục, giá cán, cán chế tạo mua sắm nớc Do từ việc chế tạo đến bảo dỡng, sửa chữa thay dễ dàng Năng suất chất lợng sản phẩm máy đợc tính toán thiết kế đảm bảo yêu cầu đặt Lê Nhật Tâm lớp 44M 83 Thuyết minh đồ án tốt nghiệp Trờng Đại học Xây dựng Tài liệu tham khảo Nguyễn Trọng Hiệp Chi tiết máy, tập I II Nhà xuất Giáo dục, 2000 Nguyễn Trọng Hiệp, Nguyễn Văn Lẫm Thiết kế chi tiết máy Nhà xuất Giáo dục Phạm Đình Sùng, Bùi Lê Gôn, Trịnh Duy Cấp Công nghệ gia công kim loại Nhà xuất Xây Dựng, 1998 Đỗ Hữu Nhơn Phơng pháp cán kim loại thông dụng Nhà xuất Khoa học kỹ thuật V.P Rômanôvxki Sổ tay dập nguội Nhà xuất Khoa học kỹ thuật, 1972 Đỗ Xuân Đinh, Bùi Lê Gôn, Phạm Đình Sùng Cơ sở kỹ thuật khí Nhà xuất Xây dựng, 2001 Đỗ Hữu Nhơn, Nguyễn Ngọc Giao, Nguyễn Mậu Đằng Hỏi đáp cán kéo rèn dập Nhà xuất Khoa học kỹ thuật Nguyễn Trọng Giảng Sản xuất thép thép băng Nhà xuất Khoa học kỹ thuật Đỗ Hữu Nhơn Tính toán thiết kế chế tạo máy cán thép thiết bị nhà máy cán thép Nhà xuất Khoa học kỹ thuật, 2001 10 Phan Văn Hạ, Nguyễn Ngọc Giao Lý thuyết cán Đại học Bách khoa, 1999 Lê Nhật Tâm lớp 44M 84 Thuyết minh đồ án tốt nghiệp Trờng Đại học Xây dựng Mục lục 1 Lời nói đầu Tổng quan 1.1.Tình hình nghiên cứu thiết kế chế tạo máy cán giới nớc .4 1.2.Đặc điểm sản phẩm cán nguội 10 1.3.Lựa chọn sản phẩm thiết bị 10 Cơ sở lý thuyết biến dạng kim loại 12 2.1.các khái niệm 12 2.1.1 Vật liệu kim loại 12 2.1 Mạng tinh thể Lệch mạng .12 2.2.biến dạng dẻo phá hủy 15 2.2 Khái niệm 15 2.2 Lý thuyết trợt 17 3biến dạng dẻo cán kim loại 30 2.3 Lý thuyết cán 30 2.3.2 Điều kiện vật cán ăn vào trục cán: 32 1sơ đồ động máy thiết kế .34 2Tính toán phôi cán 36 2.1.3 Phôi liệu 36 3.2 Sản phẩm chắn xô yêu cầu kỹ thuật 36 3.2 Tính toán trình biến dạng dẻo .37 3.2 Tính góc uốn 40 3Tính toán thiết kế máy cán 42 3.3 Tính lực uốn .42 3.3 Tính mômen .42 3.3 Chọn động .44 3.3 Phân phối tỷ số truyền .44 3.3 Tính toán thiết kế truyền đai 45 3.3 Tính chọn hộp giảm tốc .48 3.3 Tính toán truyền xích dẫn động từ hộp giảm tốc đến trục trung gian 50 3.3 Tính toán truyền xích dẫn động trục cán đồng tốc .52 3.3 Tính toán thiết kế cán 55 3.3 10 Tính toán trục 59 3.3 11 Tính toán then 72 3.3 12 Tính chọn ổ đỡ cho trục truyền lực: 75 3.3 13 Tính chọn ổ đỡ cho trục cán 76 3.3 14 Thiết kế khung cán 78 3.3 15 Thuyết minh vẽ chế tạo .79 83 Kết luận 85 Tài liệu tham khảo 86 Lê Nhật Tâm lớp 44M 85 [...]... vật cán ăn đợc vào trục phải đảm bảo điều kiện lợng ép tuyệt đối nhỏ hơn bán kính cán nhân với bình phơng hệ số ma sát: f> h < Rf2 Lê Nhật Tâm lớp 44M 33 Thuyết minh đồ án tốt nghiệp Trờng Đại học Xây dựng Chơng III Tính toán thiết kế máy 3 1 sơ đồ động máy thiết kế Trên cơ sở nghiên cứu lý thuyết của chơng II và dạng sản phẩm đã nêu trong phần Tổng quan, ta hình thành đợc sơ đồ động cho máy thiết kế. .. chiều rộng vật cán sau khi cán và trớc khi cán đợc tính bằng công thức (hình 2.15b): l= = b2 b1 (mm) 2.3.2 Điều kiện vật cán ăn vào trục cán: Khi dùng một ngoại lực đa vật cán vào trục cán đang quay ngợc chiều nhau tại thời điểm vật cán tiếp xúc với hai trục cán, thành phần lực ma sát nằm ngang tiếp xúc phải lớn hơn thành phần áp lực lực pháp tuyến nằm ngang Nx mới đảm bảo cho vật cán ăn vào đợc Nếu...Thuyết minh đồ án tốt nghiệp Trờng Đại học Xây dựng a b Hình 1.8 Hai dạng thép hình chắn xô a Profin dạng hình sin b Profin định hình So với tấm chắn xô dạng hình sin, tấm chắn xô profin định hình có độ bền cao hơn, chịu lực cơ học tốt hơn, nên tuổi thọ lớn và hiện đợc u tiên sử dụng Để có đợc các sản phẩm định hình từ tôn tấm có nhiều phơng pháp, trong đó điển hình là hai phơng pháp cán nguội và... hở cán rất khó khăn Trong đồ án này chúng tôi chọn phơng án thiết kế máy cán tôn sử dụng bộ truyền xích để dẫn động các cặp trục cán Việc thiết kế, chế tạo máy sẽ góp phần giảm đầu t cơ bản, giảm chi phí nhập khẩu, chủ động với sản phẩm mới - đó là một trong những yêu cầu tất yếu khi nhu cầu ngày một lớn và có sự cạnh tranh cao Lê Nhật Tâm lớp 44M 11 Thuyết minh đồ án tốt nghiệp Trờng Đại học Xây dựng... Nhật Tâm lớp 44M 30 Thuyết minh đồ án tốt nghiệp Trờng Đại học Xây dựng Vùng biến dạng và các thông số đặc trng của vùng biến dạng: Khi cán, hai trục cán quay liên tục ngợc chiều nhau Nhờ ma sát tiếp xúc vật cán đợc ăn liên tục vào trục cán và cùng biến dạng Sau biến dạng chiều dày vật cán giảm dần, chiều dài tăng lên, chiều rộng cũng tăng lên chút ít và hình dáng của vật cán thay đổi Vùng biến dạng... chế, thiết bị cồng kềnh Phơng pháp cán cho năng suất cao, sản phẩm đẹp Máy cán tấm chắn xô dạng sóng hình sin đã đợc nhiều cơ sở trong nớc gióng dựng Tuy nhiên, máy cán loại này có profin trục cán chép theo dạng của sản phẩm, nên việc chế tạo, sửa chữa và bảo dỡng khó khăn, giá thành cao Đa số các máy cán tấm chắn xô cũ ở Việt Nam hiện nay đều sử dụng bộ truyền bánh răng nên việc điều chỉnh khe hở cán. .. đó vận tốc cán kim loại bằng vận tốc trục cán, h1 và h2 chiều cao của vật cán trớc và sau khi cán b1 và b2 chiều rộng vật cán trớc và sau khi biến dạng Lợng ép của kim loại: lợng ép tơng đối h là hiệu số chiều cao của vật cán trớc và sau khi biến dạng Lợng ép tơng đối đợc biểu thị bằng: h = h1 h2 (mm) D n B C h2 A h1 a) O n O' b2 b1 b) D = 2R Lê Nhật Tâm lớp 44M 31 Thuyết minh đồ án tốt nghiệp Trờng... xúc Tx < Nx thì vật cán không ăn vào trục đợc và quá trình cán không xảy ra Nếu 2Tx > 2Nx, nghĩa là lực Tx > Nx thì vật cán ăn vào trục cán, ta có Nx = N.sin Tx = T.cos T = N.f (f là hệ số ma sát giữa trục cán và phôi) Nh vậy: N.f.cos > N.sin f > tg Lê Nhật Tâm lớp 44M 32 Thuyết minh đồ án tốt nghiệp Vì quá nhỏ nên ta có thể coi: f> Trờng Đại học Xây dựng tg trong đó = h R Kết hợp lại ta có: h... lớn hơn rất nhiều (hình 2.14) 2 3 biến dạng dẻo trong cán kim loại 2.3 1 Lý thuyết cán Khái niệm: Cán là quá trình làm biến dạng kim loại bằng cách cho kim loại chuyển động giữa hai trục cán ngợc chiều nhau, dới áp lực của hai trục, kim loại tự biến dạng làm giảm chiều cao, tăng chiều dài, chiều ngang tăng không đáng kể Sau khi cán kim loại có chiều cao bằng khe hở giữa hai trục cán, cơ tính của kim... hình vẽ 3.1 I II III IV V VI VII VIII 7 6 5 4 3 2 1 Hình 3.1 Sơ đồ động của máy 1 Động cơ 2 Bộ truyền đai 3 Hộp giảm tốc 4.Khớp nối 5 Bộ truyền xích truyền động chính 6 Bộ truyền xích truyền động giữa các trục cán 7 Các trục cán Máy cán gồm có 8 cặp trục: 01 cặp trục dẫn phôi ( cặp số 1) 06 cặp trục tạo hình (từ số 2 đến số 7) 01 cặp trục sửa đúng (cặp số 8) Lê Nhật Tâm lớp 44M 34 Thuyết minh đồ ... máy cán hình, máy cán tấm, máy cán ống, máy cán chuyên dùng Theo bố trí thiết bị (giá cán) Hình 1.3 Máy cán có giá cán Động Hộp giảm tốc Hộp bánh truyền lực Giá cán Máy có giá cán (Hình 1.3) máy. .. Hộp bánh truyền lực, - Giá cán Hình 1.5 Máy cán bố trí kiểu chữ Z (bàn cờ) Máy cán bán liên tục liên tục loại máy cán thờng có nhóm giá cán: nhóm giá cán để cán sản phẩm thô nhóm giá cán để cán. .. Trong dây chuyền cán tạo thép hình máy cán thiết bị Lê Nhật Tâm lớp 44M Thuyết minh đồ án tốt nghiệp Trờng Đại học Xây dựng Hình 1.2 Máy cán hình số sản phẩm thép hình Máy cán tạo hình đợc phân