Đang tải... (xem toàn văn)
Cán Nóng liên tục
MỤC LỤC _LỜI NÓI ĐẦU CHƯƠNG I. TỔNG QUAN CÔNG NGHỆ CÁN 1.Khái niệm chung 2.Máy cán. 2.1.Cấu tạo chung. 2.2.Phân loại 3.Các thông số và điều kiện cán. 3.1.Các thông số. 3.2. Điều kiện cán. CHƯƠNG II.CÔNG NGHỆ CÁN NÓNG LIÊN TỤC. 1.Đặc điểm công nghệ. 1.1.Máy cán nóng liên tục. 1.2.Đặc điểm của máy cán nóng liên tục. 1.3.Các đặc trưng. 2.Điều chỉnh tốc độ động cơ trong máy cán nóng liên tục. CHƯƠNG III.TÍNH CHỌN ĐỘNG CƠ CHO MÁY CÁN NÓNG LIÊN TỤC. 1.Động cơ không đồng bộ roto dây quấn. 2.Động cơ không đồng bộ roto lồng sóc. 3.Động cơ một chiều kích từ song song. TÀI LIỆU THAM KHẢO. LỜI NÓI ĐẦU Ngày nay trong sự phát triển của công nghiệp hoá, hiện đại hoá như của nước ta thì nhu cầu về máy móc, thiết bị và kỹ thuật và các nguyên vật liệu cho nền kinh tế quốc dân là rất lớn. để đáp ứng được nhu cầu này thì các yêu cầu về công nghệ chế tạo chi tiết máy và các vật liệu phục vụ cho việc sản xuất, sửa chữa và các nguyên liệu cho nền kinh tế là rất lớn. Trong số các nhóm máy này thì nhóm máy cán chiếm một phần rất quan trọng. Máy cán hiện nay đã phát triển mạnh với nhiều chủng loại, phục vụ trong nhiều công đoạn chế tạo máy hay cán thép cũng như các ngành công nghiệp khác. Trong bài viết này em chỉ trình bày về một dạng của máy cán đó là máy cán nóng liên tục ( CNLT ) đồng thời trong bài viết có trình bày một cách chi tiết cách tính toán các thông số của động cơ một chiều, động cơ không đồng bộ, là những loại động cơ được sử dụng nhiều trong hệ thống CNLT của chúng ta. Bài viết tuy không dài nhưng hi vọng có thể đáp ứng lại một phần nào đó nhu cầu tìm hiểu máy cán của chúng ta. Và từ đó chúng ta có một cái nhìn đầy đủ hơn về máy cán hay đưa ra các bộ điều khiển cho máy cán. Bài viết này còn rất nhiều thiếu sót, em mong nhận được những đánh giá, những lời góp ý của thầy cô và các bạn. Em xin chân thành cảm ơn ! CHƯƠNG1 . TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ CÁN 1.1. Tổng quan chung về công nghệ cán 1.1.1. Khái niệm chung. + Cán là một hình thức gia công bằng áp lực để làm thay đổi hình dạng và kích thước của vật thể kim loại dựa vào biến dạng dẻo của nó. + Yêu cầu quan trọng trong quá trình cán là ứng suất nội biến dạng dẻo không không được lớn, đồng thời kim loại vẫn giữ được độ bền cao. - Ứng suất nội biến dạng dẻo giảm khi nhiệt độ kim loại tăng, nên trong thực tế cán nóng hay được sử dụng để giảm lực cản và năng lượng tiêu hao trong quá trình cán. - Trong nhiều trường hợp do yêu cầu công nghệ, người ta phải sử dụng cán nguội. + Căn cứ theo nhiệt độ trong quá trình tái kết tinh, người ta phân loại ra thành cán nguội và cán nóng. Đối với thép nhiệt độ đó là: 600 0 ÷ 650 0 C nên được chia ra: - Nhiệt độ dưới 400 0 ÷ 450 0 C là cán nguội. - Nhiệt độ trên 600 0 ÷ 650 0 C là cán nóng. 1.1.2. Máy cán. Máy cán thực hiện nguyên công chính là làm biến dạng dẻo kim loại để có hình dạng và kích thước mong muốn. Kim loại được nén ép và kẹp kéo qua giữa hai trục cán quay ngược chiều nhau. a)Cấu tạo chung của máy cán thường có các phần sau: * Hộp cán. + Gồm hai hay nhiều trục cán và các gối trục đặt lên thân máy. + Trục cán có thể dịch chuyển theo phương thẳng đứng và được định vị bởi thiết bị kẹp trục. * Cơ cấu và thiết bị truyền. + Ở các máy cán lớn ( cán thô, cán thép lá dày ) cũng như ở các máy cán có tốc độ lớn thì các trục cán được truyền động riêng rẽ từ hai động cơ điện riêng. + Ở các máy khác, truyền động các trục cán do một động cơ điện đảm nhiệm thông qua hộp bánh răng. Hộp bánh răng có các bánh răng có cùng đường kính ( tỷ số truyền i = 1) để truyền động cho các trục cán. trong trường hợp tốc độ động cơ điện không phù hợp với tốc độ trục cán thì ta có thêm hai thành phần nữa đó là: - Hộp giảm tốc. - Hộp tăng tốc. + Ở các máy cán đòi hỏi tốc độ ổn định thì giữa động cơ điện và hộp tốc độ còn có thêm bánh đà. * Động cơ điện. Thường dùng động cơ luyện kim chuyên dùng có thổi gió làm mát. + Ở các máy cán có tốc độ cán không đổi ( máy cán thô liên tục ) thường dùng động cơ đồng bộ ( đôi khi dùng động cơ không đồng bộ với bánh đà ). + Ở các máy cán có điều chỉnh tốc độ cán thường dùng đọng cơ một chiều ( DC ). Nguồn một chiều được cấp từ bộ chỉnh lưu riêng. b) Với mỗi công việc đòi hỏi khác nhau, ta cũng có các loại máy cán dược phân loại khác nhau: * Theo tên gọi. - Máy cán thô : φ = ( 800 ÷ 1300 ) mm. - Máy cán phôi dẹt : φ = ( 1100 ÷ 1150 ) mm. - Máy cán phôi : φ = ( 450 ÷ 750 ) mm. - Máy cán ray : φ = ( 750 ÷ 900 ) mm. - Máy cán phân loại thô : φ = ( 500 ÷ 750 ) mm. - Máy cán phân loại nhỏ : φ = ( 250 ÷ 350 ) mm. - Máy cán dây : φ = ( 250 ÷ 350 ) mm. * Theo số trục cán và cách bố trí chúng. * Theo số hộp cán và cách bố trí chúng. * Theo chế độ làm việc. - Máy cán quay thuận nghịch có điều chỉnh. - Máy cán không quay thuận nghịch có điều chỉnh. - Máy cán không quay thuận nghịch không có điều chỉnh. c) Máy cán có các đặc trưng cơ bản sau: - Đường kính trục cán ( đối với máy cán phôi ). - Chiều dài trục cán ( đối với máy cán lá ). - Đường kính ống cán thành phẩm ( đối với máy cán ống). 3 /Các thông số và điều kiện cán. Khi cho phôi kim loại vào hộp cán thì phôi bị kẹp và ép chặt giữa 2 trục cán quay ngược chiều nhau, kết quả là chiều dày của phôi bị giảm đi, chiều dài phôI tăng lên, chiều rộng cua phôi cũng tăng lên. Hình 1. Sơ đồ cán phôi. Ta coi máy cán có hai trục cán giống hệt nhau, quay ngược chiều nhau với cùng tốc độ. Ký hiệu các đại lượng của phôi trước và sau khi cán như sau: + Các đại lượng của phôi trước khi cán. - H 1 : bề dày của phôi trước khi cán. - B 1 : Chiều rộng của phôi trước khi cán. - L 1 : Chiều dài của phôi trước khi cán. - F 1 : Tiết diện của phôi trước khi cán. + Các đại lượng của phôi sau khi cán. - H 2 : bề dày của phôi sau khi cán. - B 2 : Chiều rộng của phôi sau khi cán. - L 2 : Chiều dài của phôi sau khi cán. - F 2 : Tiết diện của phôi sau khi cán. 3.1/ Các thông số. 3.1.1/ Hệ số kéo dài: Là tỷ số giữa chiều dài sau khi cán và trước khi cán. λ = 2 1 L L ( > 1 ) Sau n làn cán, hệ số kéo dài toàn phần. λ = n i 1= Π λ 1 Nếu coi thể tích phôi là không đổi ( V 1 ≈ V 2 ) thì: λ = 2 1 L L = 1 1 2 2 F V F V = 2 1 F F Nếu coi độ nở rộng là không đáng kể ( B 1 ≈ B 2 ) thì: λ = 2 1 L L = 2 1 F F = 22 11 BH BH = 2 1 H H 3.1.2/ Cung ngoạm : Là cung tròn trên trục cán tiếp xúc với phôi cán. 3.1.3/ Góc ngoạm: Là góc tâm (α ) ứng với cung ngoạm. 3.2/ Điều kiện để trục cán ngoạm được kim loại. Trục cán ngoạm phôi và cán ép được là nhờ lực ma sát tiếp xúc xuất hiện trên cung ngoạm khi trục quay. Hình 2. Lực của trục cán tác động lên phôi. Ngoài lực kéo vào do trục cán gây ra còn có lực đẩy ra. Nếu lực đẩy ra này mà lớn hơn lực kéo vào thì trục cán không ngoạm được phôi. Ta có các lực tác dụng như sau: → P : Lực tác dụng của trục cán lên phôi. → T : Lực ma sát tiếp tuyến với mặt tròn có xu hướng kéo phôi vào trục cán. Phân tích hai lực trên thành các thành phần lực theo các trục xx và yy ta thu được kết quả như sau : P x > T x => Trục cán không ngoạm được phôi. P x < T x => Trục cán sẽ ngoạm được phôi. => Điều kiện ngoạm được phôi của trục cán là : T x ≥ P x T.Cosα ≥ P.Sinα T ≥ P.tgα Ta lại có lực ma sát trượt : T = P.k ms = P.δ ms Với k ms : hệ số ma sát trượt. δ ms : góc ma sát trượt. => P.k ms = P.δ ms ≥ P.tgα => Vậy điều kiện để trục cán ngoạm được phôi là: k ms ≥ tgα δ ms ≥ α Kết luận: Trục cán chỉ ngoạm được phôi khi hệ số ma sát trượt lớn hơn tg của góc ngoạm hay góc ma sát trượt lớn hơn góc ngoạm. Khi cán nóng: k ms = m ( 1,05 - 0,0005t ) ≈ 0,25 ÷ 0,60 t : nhiệt độ của kim loại , [ 0 C ] m : hệ số. m =1 : cán nóng trên trục thép. m = 0,8 : cán nóng trên trục gang luyện. CHƯƠNG II. CÔNG NGHỆ CÁN NÓNG LIÊN TỤC 1/ Đặc điểm công nghệ. 1.1/ Máy cán nóng liên tục ( CNLT ). Máy CNLT có nhiều hộp cán chỉ quay theo một chiều và đặt nối tiếp nhau. Phôi được cán cùng một lúc qua lần lượt các hộp cán. Máy CNLT có nhiều kiểu loại với các nhiệm vụ khác nhau : - Máy cán tấm ( hay cán lá ) : dùng cán các phôi dẹt thành băng thép rộng từ ( 500 ÷ 2300)mm, chiều dày từ ( 0,8 ÷ 20 )mm. - Máy cán phân loại : rất đa dạng về thể loại, Thành phẩm là các chủng loại thép khác nhau về hình dạng và kích thước. - Máy cán dây : Sản phẩm là dây thép ( 5÷ 10 )mm. - Máy cán ống : có thể là cán nhẵn ( để đảm bảo kích thước ngoài của ống ), cán dát ( để khử sự không đồng đều đường kính, làm nhẵn mặt trong và mặt ngoài của ống ), cán tóp hay chuốt ( để thu nhỏ đường kính ống ). 1.2/ Đặc điểm của máy cán nóng liên tục ( CNLT ). - Tốc độ cao nên năng suất cao. - Qua các lần cán, kim loại chưa nguội nhiều nên chất lượng sản phẩm tốt, tuổi thọ của trục cán cao hơn, giảm được suất tiêu hao năng lượng. - Máy làm việc với tốc độ cao nên hay xuất hiện phụ tải xung. - Kim loại cán trên nhiều hộp cán cùng một lúc nên giữa các hộp cán phải có sự liên hệ chặt chẽ về tốc độ. 1.3/ Các đặc trưng của máy cán liên tục. 1.3.1/ Khối lượng phôi qua các hộp cán trong một đơn vị thời gian là không đổi. F 1 v 1 = F 2 v 2 = F 3 v 3 Hình 3. Cán liên tục 3 hộp cán. F i v i = const Trong đó : F i : tiết diện phôi trước khi vào hộp cán thứ i. v i : tốc độ phôi trước khi vào hộp cán thứ i. - Khi khối lượng phôi ra của một hộp cán nhỏ hơn khối lượng phôi tới thì sẽ xảy ra hiện tượng cán nén ( ép ). - Khi khối lượng phôi ra của một hộp cán lớn hơn khối lượng phôi tới thì sẽ xảy ra hiện tượng cán kéo ( căng ). Giả sử ta có hai hộp cán liên tiếp nhau, và có các thông số : v 1 , ω 1 , D 1 lần lượt là : tốc độ dài , tốc độ góc, đường kính của trục cán số 1. v 2 , ω 2 , D 2 lần lượt là : tốc độ dài , tốc độ góc, đường kính của trục cán số 2. . cán. CHƯƠNG II.CÔNG NGHỆ CÁN NÓNG LIÊN TỤC. 1.Đặc điểm công nghệ. 1.1.Máy cán nóng liên tục. 1.2.Đặc điểm của máy cán nóng liên tục. 1.3.Các đặc trưng luyện. CHƯƠNG II. CÔNG NGHỆ CÁN NÓNG LIÊN TỤC 1/ Đặc điểm công nghệ. 1.1/ Máy cán nóng liên tục ( CNLT ). Máy CNLT có nhiều hộp cán chỉ quay theo một chiều